专利名称：测试泄气保用轮胎元件的方法
背景技术：
通常，无内胎的充气式轮胎由一个具有两个侧壁的胎面构成。胎边位于侧壁末端，一般是刚性体。胎边安装在轮辋上。当向轮胎内充气时，胎边顶靠轮辋，以确保轮胎紧固在轮辋上。由于胎边把轮胎密封面压到轮辋的密封面以防止空气损失，从而维持了空气压力。
厂商已经构思了不同的设计来允许无内胎的充气式轮胎在空气损失时继续工作。这样的设计可称为泄气保用轮胎。泄气保用轮胎的设计和应用有以下几个原因。首先，传统轮胎空气压力的突然失去会导致轮胎的移位，随后轮胎作用在轮辋上的内部张力发生变化。轮胎还可能从轮辋上脱离。
其次，空气压力的失去会促使轮胎塌陷到轮辋上。轮辋必须能承受车辆的重量和轮胎前行的机械力，否则会导致轮辋的损坏，甚至破坏车轮和支撑车轮的轴。当然这样除了让司机和乘客束手无策之外，还会带来昂贵的修理费。
泄气保用轮胎的例子请见由本发明的受让人所有的美国专利5,891,279，其在这里可完全参考以理解本发明的目的。这种类型轮胎和轮辋组件有一个环形的衬垫，由柔韧的弹性材料制成，安装在轮辋土。轮胎包裹着衬垫。当轮胎失去空气压力时，轮胎会变形并接触衬垫。有了这个衬垫，司机可再驾驶几英里，到达一个方便的地方，在那里检查、修理或更换轮胎。
有时，在具有衬垫的泄气保用轮胎运行时衬垫可能相对轮辋滑动和旋转。衬垫滑动在车轮高速前行时是非常可能的。轮胎-衬垫-车轮组件的均衡受影响，会导致前行时组件的振动。因此需要一种测试车轮组件上这种衬垫(也称为支撑环)设计的方法，以便研究衬垫的滑动，并在必要和可行时合理地减少或消除这种滑动。
本发明的目的和优点将会在下面的说明中部分提到，可能在说明中能明显看到，也可能从本发明的实践中了解到。
在一个例示性的实施方案中，本发明提供了一种测试车轮组件中的支撑环的方法。这种方法包括在轮辋上安装支撑环，并标注支撑环在轮辋上的相对位置。然后轮辋和支撑环被加速到一预定的旋转速度。预定的旋转速度就意味着只选择一个旋转速度。达到预定速度后，车轮轮辋和支撑环的旋转以一个可控制的减速率停止。这样，支撑环相对于轮辋的任何旋转都可测定。
本发明的另一个例示性实施方案中，提供了一种测试泄气保用轮胎元件的方法，包括安装泄气保用轮胎元件在测试的车轮上。并标注泄气保用轮胎元件在轮辋上的相对位置。车轮和泄气保用轮胎元件以一选择的测试速度旋转。车轮以一定的减速率减速。如此，泄气保用轮胎元件相对轮辋的旋转量被测定。
在又一个例示性实施方案中，提供了一种离心测试泄气保用轮胎元件的方法，该方法包括安装泄气保用轮胎元件在测试的车轮上，并将车轮连接到旋转动力源上。第一标记标注在泄气保用轮胎元件上，第二标记标注在车轮上。在测试开始时，两个标记是邻近的。车轮以一定的速度旋转，然后以恒定的减速率减速，直到车轮停止旋转。以此测定泄气保用轮胎元件是否相对车轮旋转。
在进一步的例示性实施方案中，离心测试泄气保用轮胎元件的方法除包括以上步骤外，还包括记录泄气保用轮胎元件相对车轮的旋转量的步骤。在另一个可替换实施方案中，离心测试泄气保用轮胎元件的方法也包括上述步骤，还包括以下步骤以选定增量提高测定速度，然后重复旋转、减速和测定的步骤。在又一个可替换实施方案中，离心测试泄气保用轮胎元件的方法除了包括上述步骤外，还包括减速后检查泄气保用轮胎元件的损坏的步骤。在另一个离心测试泄气保用轮胎元件的方法的实施方案中，包括上述步骤，还包括减速后检查泄气保用轮胎元件的损坏的步骤，以及以选定增量提高测定速度，重复所述旋转、减速、测定和检查的步骤。
在本发明的又一个可替换实施方案中，离心测试泄气保用轮胎元件的方法包括上述的步骤，还包括减速后检查泄气保用轮胎元件的损坏的步骤，以及以选定增量提高测定速度的步骤，和重复所述旋转、减速、测定和检查的步骤直到获得最大的测定速度的步骤。在另一个离心测试泄气保用轮胎元件的方法的实施方案中，包括上述步骤，还包括减速后检查泄气保用轮胎元件的损坏的步骤，以选定增量提高测定速度，以及重复所述旋转、减速、测定和检查的步骤直到测定出泄气保用轮胎元件相对车轮的旋转量的步骤。在另一个离心测试泄气保用轮胎元件的方法的实施方案中，包括上述步骤，还包括减速后检查泄气保用轮胎元件的损坏的步骤，以选定增量提高测定速度，以及重复所述旋转、减速、测定和检查的步骤直到泄气保用轮胎元件的损坏发生的步骤。
本发明的所有特征、各个方面以及其优点在参考下面的说明和权利要求时，将会更好理解。随后的附图作为说明书的一部分，用于和说明书一起阐明本发明。如对本领域普通技术人员显而易见的那样，利用在此公开的教示，本发明可以用于旨在测试各种不同的泄气保用轮胎元件的不同的实施方案中。
图2是
图1中轮胎组件的立体图。
图3是泄气保用轮胎组件的另一个例示性实施方案的局部剖视图，该组件具有可以按照本发明进行测试的组成元件。
图4是可以用于本发明的例示性实施方案中的例示性装置的示意图。
图5是图4中的例示性装置沿A轴的局部立体和剖视图。
参考附图，一个泄气保用轮胎的组件10包括的依据本发明的实施方案进行测试的组成元件见图1中。该轮胎组件10的组成有三个基本元件。第一个是合金或钢制的整体型轮辋12，一个支撑件14安装在上面。图1中的支撑件14是一个环。第二个是橡胶轮胎16，安装在轮辋12上，完全包裹支撑件14。图2中是一个安装好的轮胎组件10。轮胎16垂直固定于轮辋12，如已转让给本发明的受让人的美国专利5,634,933中所述，该专利在这里可完全结合参考，以理解其所有目的。
支撑件14的存在，是为了确保当轮胎16在失去空气压力时支撑轮胎16的静态和动态负荷。当轮胎16失去空气压力时，它将塌向支撑件14，使得支撑件14支撑负荷。图1中的支撑件14是一个人造橡胶环，但是其它类型的支撑件14也可以用于本发明中。比如，支撑件14可以配置成已转让给本发明的受让人的美国专利5,891,279那样，该专利在这里可完全结合参考，以理解其所有目的。本发明并不限制支撑件14用任何一种特定的类型。
用一个支撑件14的轮胎组件10可称为泄气保用轮胎组件10。这样一个轮胎组件10的目的是在轮胎失去空气压力后，车辆可以继续前进一段路程，同时还能保护轮辋12或车轮不损坏。然而，另一种泄气保用轮胎组件并不用支撑件14。这样的泄气保用轮胎组件揭示于已转让给本发明的受让人的美国专利5,868,190中，该专利在这里可完全结合参考，以理解其所有目的。
图3显示了一个按照泄气保用轮胎组件的一个例示性实施方案的泄气保用轮胎组件10的局部剖视图。如图所示，支撑件14与上面提到的美国专利’279中所示的相似，它位于轮辋12的圆柱部分18上。支撑件14有一个外表面20。另外，腔体22位于支撑件14的内部。腔体22延伸到支撑件的整个长度或仅围绕支撑件14圆周的一部分。腔体22的一大优点是减少了支撑件14的重量。一个支撑件定位凸缘24用于将支撑件14定位和固定在轮辋12的圆柱部分18上。
如图3所示的泄气保用轮胎组件，轮胎16在它的外表面具有胎冠26。两个侧壁28从轮胎16的胎冠26部分延伸。在这个例示性实施方案中，侧壁28完全垂直于轮辋12的轴向。第一胎边30位于其中一个侧壁28的末端，第二胎边32位于另一个侧壁28的末端。胎边28和30有利于保持轮胎16紧贴到轮辋12上，也有利于形成轮胎和轮辋之间的空气密封，保持空腔体34中的空气压力。
轮辋12具有相应于两个胎边的第一轮辋底36和第二轮辋底38，在这里用于分别安装第一和第二胎边30和32。第一轮辋底36由一对峰形突起40和42形成。第二轮辋底38由一对峰形突起44和46形成。在第一胎边30和第一轮辋底36之间形成空气密封。同样在第二胎边32和第二轮辋底38之间也形成空气密封。这些空气密封措施防止了胎边30和32周围的空气溢出。
在泄气或低压状态时，轮胎16利用支撑件14由司机通过合理和适当的操作使车辆继续前行。在轮胎16正常行使时，支撑件14和轮辋12之间任何的相对移动或位移都会引起热量产生和支撑件14的磨损，因为两者的接触面之间存在摩擦力。继之，会导致支撑件14和其他组件的性能和寿命降低。然而，一旦轮胎16旋转，就会产生这样的相对移动，并且在高回转力的条件下产生的可能性更大，比如在加速、减速或高速行使时。因此，由于这些和其他一些原因，对不同设计的支撑件14和/或其他相关组件的相对移动的测试能力变得非常需要。
参考图4和5，说明了一种离心测试泄气保用轮胎组件的方法的例示性实施方案。支撑件或支撑环48被安装在车轮50上。如图4和5所示，支撑环48和车轮50仅是例示性的。每一个都会由于测试的需要而存在各种不同的设计结构。优选地，在实际操作中，车轮50和支撑环48之间的接触面发生与实际运行时完全类似或同样的摩擦力。更特别的是，这接触面模拟了曾发生在如图3所示的支撑环14和轮辋12之间的摩擦力。
车轮50与旋转动力源52相连接，动力源52仅示意性地表示在图4中。优选地，动力源52用于设置和确定测试时车轮50的加速率、减速率和/或旋转速度。如下所述，旋转动力源52用于旋转用泄气保用轮胎的车辆的车轮50和支撑环48。因此，旋转动力源52能加速和减速车轮50，速度与车轮在车辆实际行驶时相同或更高。同样，旋转动力源52能使车轮50的旋转速度至少可达到与车辆实际行驶时一样高的速度。
继续上述例示性实施方案的叙述，在车轮50被旋转之前，确定支撑环48相对于车轮50的位置。例如，第一标记54标注在支撑环48上，第二标记56标注在车轮50的相邻位置上。毋庸赘言，要在旋转车轮50之前标记支撑环48相对于车轮50的位置。
利用旋转动力源52，车轮50和支撑环48旋转直到获得需要的或测定的速度。如此的旋转如图4中的移动箭头58所示。虽然移动箭头58指示的是反时针旋转，如需要的话，车轮50也可以以顺时针旋转。
测定速度达到后，车轮50的旋转以一定的速率或减速量减速，直到车轮50停止旋转。可以选择任何需要的减速率。例如，可以以车辆制动系统的规范(如由车辆制动系统所提供或可行的最大减速率)来选择减速率。更进一步例如，在每秒20-50弧度范围内的减速率是更适宜的。然而，本发明并不限制任何特定的减速率，本领域普通技术人员均应理解，利用在此公开的教示，可以选用任意的减速率。
一旦车轮停止旋转，就可测定支撑环48相对于车轮50的任何旋转量。例如，可以通过比较第一标记54和第二标记56的相对位置来完成这一步。如图5所示的一个例子，支撑环48已经相对车轮50旋转了一定的角度。如图所示，第一标记54不再紧邻第二标记56。第一标记54相对于第二标记56移动的量指示了支撑环48相对于车轮50移动的量。一旦测定一个旋转量，就可以进行记录。例如，测定沿车轮50的一段圆周边长60为旋转量。又如，可以测定由第一、第二标记54和56以及旋转轴A形成的角62为旋转量，并记录。
当以一定的旋转速度或速率完成上述步骤后，以选定的其他速度和/或加速度或减速度重复对支撑环48进行测试是必要的。比如，为了在各种新速度下重复测试，这些速度是在最初确定的速度基础上选择一些增量确定的，最初确定的速度是相对低的。进一步例如，初始测试速度选为每分钟500转。继续的测试速度选择以每分钟10-50转之间的增量进行。更具体地说，支撑环48分别选择每分钟500转、550转和600转等等进行测试。另外，在一给定旋转速度并具有不同减速率的条件下进行测试可能是需要的。进一步，在一给定旋转速度并具有不同加速率的条件下进行测试也可能是需要的。利用在这里所指示的教义，本领域普通技术人员将可理解，可以按需要设计多种测试方法。
另一个离心测试泄气保用轮胎元件方法的例示性实施方案描述如下，这种测试按预定的速度增量在逐渐增高速度下重复，并以给定的减速率减速，直到一个或更多下述结果发生。第一个结果是观察到支撑环相对车轮的移动。当不期望这样的移动时，记录发生这种移动的条件作为以后的参考。比如，记录车轮50的旋转速度、减速率，以及支撑环48相对车轮50的旋转量。这样的测试结果可能指示在支撑环48开始相对车轮50旋转前，车辆开始减速时的最大减速率。
测试停止时的第二个结果，是在支撑环48开始相对车轮50旋转前，得到最大测试速度。例如，选择一个超过应用支撑环48和/或车轮50的车辆所合理期望的最大测试速度进行测试，如此测定出最大测试速度。例如，最大测试速度可以选为每小时350公里或每分钟3000转。此外，利用在此公开的教示，本领域普通技术人员应理解，其他不同的参数也可用于选定最大测试速度。
测试停止时的第三个结果，是支撑环48发生机械故障或机械损伤。此时，可记录对一指定设计的支撑环48发生机械故障或机械损伤的条件。这样，本发明的例示性实施方案给出了测试一给定设计的支撑环48的结构整体性的方法。
可以理解，本发明包括各种变更和改变，在这里描述的这些相对于测试泄气保用轮胎元件的方法的各种实施方案的变更和改变仍然属于后面的权利要求及其相应的范围。比如，测试步骤的次序可以发生变化，利用的设备可以与图中所示不同。本发明各种实施方案上述描述仅是例示性的，并非是对后面的权利要求的精神和范围的限制。
权利要求
1.一种测试用于车轮组件的支撑环的方法，其特征在于，包括以下步骤在车轮轮辋上安装支撑环，并标注支撑环在轮辋上的相对位置；加速车轮轮辋和支撑环到一预定的旋转速度；从预定速度开始，以可控制的减速率逐渐停止车轮轮辋和支撑环；测定支撑环相对于车轮轮辋的旋转。
2.如权利要求1所述的测试用于车轮组件的支撑环的方法，其特征在于，还包括在停止后检查支撑环的损坏或磨损。
3.如权利要求1所述的测试用于车轮组件的支撑环的方法，其特征在于，还包括记录支撑环相对车轮轮辋的旋转量。
4.如权利要求1所述的测试用于车轮组件的支撑环的方法，其特征在于，还包括以选定增量提高预定的旋转速度的步骤，并重复所述加速、停止和测定的步骤。
5.如权利要求1所述的测试用于车轮组件的支撑环的方法，其特征在于，其中可控制的减速率是不变的。
6.如权利要求1所述的测试用于车轮组件的支撑环的方法，其特征在于，其中可控制的减速率是依据车辆制动系统的规范而确定的。
7.一种测试泄气保用轮胎元件的方法，其特征在于，包括以下步骤在车轮上安装泄气保用轮胎元件；标注泄气保用轮胎元件在车轮上的相对位置；以一选择的测试速度旋转车轮；以一预定的减速率减速车轮；测定泄气保用轮胎元件是否相对于车轮旋转。
8.如权利要求7所述的测试泄气保用轮胎元件的方法，其特征在于，还包括以选定增量提高预定的旋转速度的步骤，以及重复所述旋转、减速和测定的的步骤。
9.如权利要求8所述的测试泄气保用轮胎元件的方法，其特征在于，还包括重复权利要求8的操作直到一个或更多下列结果发生i)得到最大选择速度，ii)观测出机械故障，iii)观测出泄气保用轮胎元件的损坏。
10.如权利要求8所述的测试泄气保用轮胎元件的方法，其特征在于，所选择的旋转速度增量为每分钟1到60转。
11.如权利要求7所述的测试泄气保用轮胎元件的方法，其特征在于，还包括记录泄气保用轮胎元件相对车轮的旋转量的步骤。
12.如权利要求7所述的测试泄气保用轮胎元件的方法，其特征在于，还包括检查泄气保用轮胎元件的损坏或磨损的步骤。
13.一种离心测试泄气保用轮胎元件的方法，其特征在于，包括以下步骤在车轮上安装泄气保用轮胎元件；将车轮连接到旋转动力源上；在泄气保用轮胎元件上标注第一标记，在车轮上标注第二标记，其中第一标记和第二标记是彼此相邻的；用旋转动力源以一定的速度旋转车轮；以恒定的减速率减速车轮，直到车轮停止旋转；测定泄气保用轮胎元件是否相对车轮旋转。
14.如权利要求13所述的离心测试泄气保用轮胎元件的方法，其特征在于，还包括记录泄气保用轮胎元件相对车轮的旋转量的步骤。
15.如权利要求13所述的离心测试泄气保用轮胎元件的方法，其特征在于，还包括以选定增量提高测定速度的步骤，以及重复所述旋转、减速和测定的步骤。
16.如权利要求13所述的离心测试泄气保用轮胎元件的方法，其特征在于，还包括在减速后检查泄气保用轮胎元件的损坏的步骤。
17.如权利要求16所述的离心测试泄气保用轮胎元件的方法，其特征在于，还包括以选定增量提高测定速度的步骤，以及重复所述旋转、减速、测定和检查的步骤。
18.如权利要求17所述的离心测试泄气保用轮胎元件的方法，其特征在于，还包括重复所述旋转、减速、测定、检查和增速步骤直到获得最大测定速度的步骤。
19.如权利要求17所述的离心测试泄气保用轮胎元件的方法，其特征在于，还包括重复所述旋转、减速、测定、检查和增速步骤直到测定出泄气保用轮胎元件相对车轮的旋转量的步骤。
20.如权利要求17所述的离心测试泄气保用轮胎元件的方法，其特征在于，还包括重复所述旋转、减速、测定、检查和增速步骤直到发生泄气保用轮胎元件的损坏的步骤。
全文摘要
本发明提供了一种测试泄气保用轮胎元件的方法。在一个例示性的实施方案中，该方法包括在车轮上安装泄气保用轮胎元件，加速车轮到一预定速度，减速车轮到停止，然后测定泄气保用轮胎元件相对车轮的旋转量。
文档编号G01M99/00GK1459386SQ0313844
公开日2003年12月3日 申请日期2003年5月7日 优先权日2002年5月7日
发明者S·德拉, F·奥特巴尔 申请人:米其林研究和技术股份有限公司, 米其林技术公司