专利名称：用于自行充气轮胎的泵和致动器组件的制作方法
用于自行充气轮胎的泵和致动器组件技术领域
本发明总体涉及自行充气轮胎，并且更具体地，本发明涉及一种具有一体式空气泵送系统的自行充气轮胎。
背景技术：
正常的空气扩散随着时间的推移会降低轮胎压力。轮胎的自然状态是处于充气状态。因此，驾驶员必须反复动作以保持轮胎压力否则驾驶员们将会注意到燃料经济性、轮胎寿命、车辆制动和操控性能下降。已经提出使用轮胎压力监控系统从而在轮胎压力明显较低时向驾驶员发出警报。然而，这些系统在收到报警时依然依赖于驾驶员来采取补救措施， 以对轮胎再充气使其达到推荐压力。因此，所希望的是在轮胎内加入自行充气功能部件，所述自行充气功能部件将会对轮胎实施自行充气。发明内容
在本发明的一个方面中，自行充气轮胎系统包括安装到轮胎胎体上以便压缩输送到轮胎胎腔的空气的压缩致动器组件。所述压缩致动器组件包括由弹性可变形材料组合物形成并包括一定量的不可压缩介质的中空容纳主体。所述容纳主体被附到轮胎胎体的相对高柔性变形区域，并且响应于滚动轮胎中的轮胎高柔性变形区域的变形和恢复在变形状态和不变形状态之间往复转换。因此，变形状态的容纳主体排出被加压排出量的不可压缩介质，这产生施加到输送到轮胎胎腔的空气容积的压缩力。该压缩力与不可压缩介质的被加压排出量成正比，并且响应于相对于地面的轮胎转动，所述容纳主体在变形状态和不变形状态之间经受循环转换。
在另一方面中，释放阀组件安装到轮胎胎体上，并在轮胎胎腔的空气压力超过预设定的轮胎充气压力时经由压缩组件从轮胎胎腔释放空气。
根据本发明的另一方面，泵组件固定到轮胎胎体上，并且包括具有内部空气腔室的压缩机主体，所述空气腔室具有用于将空气引入内部空气腔室的入口开口和用于将空气从内部空气腔室引导至轮胎胎腔的出口开口。所述空气压缩机主体还包括位于空气压缩机主体内以便与容纳主体的循环转换同步地分别往复打开和关闭入口开口和出口开口的第一阀和第二阀。
根据另一方面，所述压缩致动器组件可替代地由包括第一和第二单向阀装置的组构成，所述单向阀装置被定位在空气压缩机主体的内部腔室的各自相对端部处；以及在压缩机主体内在打开和关闭位置之间往复运动的联接的第一活塞和第二活塞构件。每个替代构造中的压缩致动器组件与容纳主体的循环转换同步操作。
定义
轮胎的“高宽比”是指其断面高度(SH)与其断面宽度(SW)之比乘以100%作为百分比来表示。
“非对称胎面”是指胎面具有关于轮胎的中心面或赤道面EP不对称的月台面花纹。
“轴向，，和“轴向地”是指与轮胎的旋转轴线平行的线或者方向。“胎圈包布”是指围绕胎圈外侧放置的材料窄条，用于保护帘布层不受轮辋磨损和切削，并且在轮辋上分布挠度。“周向”是指沿着环形胎面的表面周边延伸的与轴向垂直的线或者方向。“赤道中心面(CP) ”是指垂直于轮胎的旋转轴线且穿过胎面中心的平面。“胎印”是指轮胎胎面以零速度并且在正常负载和压力下与平面接触的胎面接触块或者接触面积。“花纹沟”是指胎壁中的围绕胎壁周向或侧向延伸的伸长的空隙区域。“花纹沟宽度”等于其在其长度上的平均宽度。花纹沟的尺寸适应所描述的空气管。“内侧”是指在轮胎安装到车轮上且车轮安装到车辆上时轮胎的最接近车辆的一侧。“侧向”是指轴向方向。“侧缘”是指与在正常的负载和轮胎充气下所测得的胎面接触印痕或胎印的轴向最外侧相切的线，该线平行于赤道中心面。“净接触面积”是指围绕整个胎面圆周的侧缘之间的地面接触胎面元件的总面积除以侧缘之间的整个胎面的总面积。“非定向胎面”是指胎面没有向前行进的优选方向，且不需要定位在车辆上的特定车轮位置或多个位置上来保证胎面花纹与优选行进方向对准。相反而言，定向胎面花纹具有需要特定车轮定位的优选行进方向。“外侧”是指在轮胎安装到车轮上且车轮安装到车辆上时轮胎的离车辆最远的一侧。“蠕动的”是指借助于波状收缩沿着管状路径推进所包含的物质例如空气实现运行。“径向”和“径向地”是指沿径向朝向或远离轮胎转动轴线的方向。“肋条”是指在胎面上沿周向延伸的橡胶条，所述橡胶条由至少一个周向花纹沟和或者第二个这样的花纹沟或者侧向边缘进行限定，所述橡胶条未被大深度的花纹沟沿侧向分开。“刀槽花纹(sipe) ”是指模制在轮胎胎面元件中的小槽口，其细分了胎面表面且改善了牵引力，刀槽花纹通常宽度较窄，且在轮胎胎印中闭合，与在轮胎胎印中保持开放的花纹沟相反。“胎面元件”或“牵引元件”是指由具有一定形状的邻近花纹沟所限定的肋条或阻块元件。“胎面弧宽”是指在胎面侧缘之间测得的胎面的弧长。
下面将通过实例并结合附图对本发明进行描述，其中图1是表示泵位置的轮胎系统的透视图(第一实施例)；图2A是轮胎的剖切透视图，图中示出了组装之前2部分泵，并且用虚线框示出内壁上的胶粘区域；
图2B是轮胎的剖切透视图，图中示出了与插入穿过内壁的管组装在一起的2部分泵；图3A是表示轮胎的未压缩区域内的泵位置的侧视图；图;3B是表示轮胎的压缩区域内的泵位置的侧视图；图4是沿着图3A的4-4截取的截面图；图5是沿着图:3B的5-5截取的截面图；图6A是泵的放大视图，图中示出了静止时的活塞位置；图6B是泵的放大视图，图中示出了粘弹性材料向下运动上活塞，并压缩活塞之间的空气；图6C是泵的放大视图，图中示出了上和下活塞将压缩空气运动和释放到轮胎胎腔内；图6D是泵的放大视图，图中示出了静止时的活塞以及将胎腔的过压释放到大气的释放阀；图7是泵主体的分解截面图；图8是轮胎的透视图，图中示出了第二实施例的泵位置；图9A是第二实施例的分解2部分泵的透视图；图9B是组装泵的透视图；图IOA表示轮胎的未压缩区域内的泵位置的侧视图；图IOB是表示轮胎的压缩区域内的泵位置的侧视图；图IlA是沿着图IOA的11A-11A截取的截面图；图IlB是由图IlA得到的泵的放大视图；图12A是沿着图IOB的12-12截取的截面图；图12B是由图12A得到的泵的放大视图；图13A是沿着图IlA的13A-13A截取的截面图，其中泵表示成静止；图1 是沿着图12A的UB-UB截取的截面图，其中粘弹性材料充填腔室并将空气推过第二单向阀进入轮胎胎腔；图13C是表示粘弹性材料返回到上壳体并将空气向外拉动通过第一单向阀并填充内部腔室的截面图；图13D是表示将胎腔的过压释放到大气的释放阀的截面图；图14A是泵主体插入件的透视图；图14B是泵主体插入件的透视截面图；图14C是泵主体插入件的透视分解截面图。
具体实施例方式参考图1、2A、2B、3A、;3B和4，本发明的自行充气轮胎系统10表示成包括具有大致传统构造的轮胎胎体12，所述轮胎胎体12具有一对侧壁14、一对胎图16和胎面18。轮胎 12被构造成通过包含在后固化组装过程中附接到轮胎上的泵组件20和联接的压缩致动器组件19来自行充气。如图2A所示，组件19可通过施加粘合剂(以虚线表示成粘合剂区域 21)安装到侧壁14。轮胎21传统地安装到具有安装表面沈和从表面沈延伸的外轮辋凸缘M的轮辋22上。轮胎12进一步形成为提供限定并包围内部轮胎空气腔室30的内部衬套部件观。粘合剂施加到由区域21所示的内部衬套观的侧壁区域。轮胎12成形为进一步提供靠近轮胎胎圈区域16的下部侧壁区域32。轮胎组件10安装到车辆并接合地表面34。轮胎12和地表面34之间的接触区域代表轮胎的胎印38。压缩致动器组件19安装到轮胎12的侧壁区域42，侧壁区域42在轮胎相对于地表面；34如图3A和;3B所示在方向40上转动时具有相对高柔曲变形。随着轮胎转动，压缩致动器组件19和泵组件20将随着轮胎转动。在组件19与轮胎胎印38相对时， 出于下面描述的目的，压缩致动器组件19将受到来自于侧壁柔曲或弯曲的压缩力。图3A 和截面4表示定位在轮胎12的未压缩区域内的压缩致动器组件19和泵组件20，而图 :3B和截面5表示轮胎12的压缩区域内的组件19和20。在图5的位置处，压缩致动器组件19将受到轮胎胎印38内产生的压缩力36。轮胎在车辆的正常操作过程中在方向40 和相反方向上转动。因此，联接的组件19，20随着轮胎在两个方向上转动，并受到向前方向和相反轮胎转动方向上在侧壁14内产生的压缩力。参考图2A、2B、4、5、6A、6B、6C、6D和图7，压缩致动器组件19包括由例如热塑性树
脂和/或橡胶合成物的弹性可变形材料组合物形成的细长的中空容纳主体44。由此构成的主体44因此能够往复和弹性地经受到循环转换，在受到弯曲力时变为变形状态和恢复到原始未变形状态。图2A所示的细长主体44的尺寸和形状设置成基本上跟随从胎面区域 18到胎圈区域16的轮胎侧壁14的内部轮廓。中空细长形状的容纳主体44可在粘合剂区域21处附到轮胎的内部衬套观，或者改变形状以便结合到轮胎侧壁内，这将随后描述。容纳主体44包括填充一定体积的不可压缩介质48的封闭中央存储空腔46。介质可以是泡沫或流体形式。适用于本申请的介质可以包括但不局限于具有防冻添加剂的水。 介质48可通过主体44封闭在空腔46内，并基本上填充空腔46。出口导管50可设置到主体44上，导管50大致从主体44轴向延伸，并包含内部出口导管孔口 51，被排出量的介质 48可在往复方向上流动。导管50延伸到导前端部表面60。如图2A、2B、4、5所示定位，在附接有主体44的侧壁区域靠近轮胎胎印经过并通过胎面18上的力36受到压缩时(图;3B和幻，容纳主体44受到来自轮胎侧壁14的弯曲力。 施加来弯曲侧壁区域14的弯曲力36用来造成介质容纳主体44的相当的弯曲变形52，如图6A、6B、6C和6D所示。通过靠近轮胎胎印38弯曲轮胎侧壁14而引入主体44的变形52 造成一定量M的介质48在图6B的箭头56所示的方向上沿出口导管50排出。来自排出介质量M的压力用作泵送组件20的压力致动器，如将随后描述。在附接有主体44的轮胎侧壁区域离开轮胎胎印38的近侧位置，例如图6A所示的与轮胎胎印相对的位置，侧壁内的压缩力被移除/减小，造成容纳进入主体44的弯曲力相当地移除/减小。容纳主体44内的弯曲力的移除造成主体44恢复其原始的未变形状态，如图4所示，并且介质48在套管50 内沿箭头58所示的方向退回。随着轮胎在向前或相反方向上转动，侧壁弯曲到未弯曲的循环转变成容纳主体44的循环转换和恢复，并且沿着导管50由被排出的介质体积M产生循环的压缩力。来自被排出的介质量M的压缩力在方向56上，并且与被排出量的不可压缩介质48产生的压力成正比。参考图6A-6D和7，泵组件20在靠近压缩致动组件19的位置处优选地沿相对于组件19的向内径向方向被附到轮胎胎体12上。泵送组件20包括大致管状形式的中空压缩机主体62，其具有延伸到下部腔室端部65的内部轴向定向的空气腔室64。空气腔室64可以经由入口导管66接近，入口导管65在入口开口 67处与空气腔室64交叉。主体62和导管66由例如金属或塑料等的刚性材料形成。导管66是大致细长管状的，具有经由开口 67 与空气腔室64连通的内部轴向通道68。在主体62的相对侧上，大致管状形式的出口导管 70具有穿过其中并在出口开口 73处与空气腔室64连通的轴向通道72。入口导管66和出口导管70是轴向偏移的，其中导管66最靠近致动组件19，导管70最远离组件19。第一圆柱形活塞构件74的尺寸设置用于压缩机主体62的轴向空气腔室64的上端内的滑动位置，并包括延伸进入向内活塞端表面75的轴向盲孔76。凹口 78延伸经过向外面向的活塞侧，并用作离开阀(组件96)的空气的收集器。凹口将阀和活塞内的渠道连接在一起，而与活塞的角度位置无关。延伸进入与凹口 78相对的活塞侧的是与盲孔76连通的释放阀吸入通道80。第二圆柱形活塞构件82的尺寸设置用于滑动接收在压缩机主体62的轴向空气腔室64的下端内。第二活塞82包括圆柱形主体84和从主体84延伸到外端85的向外压缩弹簧的柱臂86。盲孔88延伸进入柱臂的端表面85。横向定向的入口通道90延伸穿过柱臂86的一侧以便与盲孔88连通。大的螺旋弹簧94的尺寸设置成配合在压缩机主体62内的空气腔室64的下端65内。较小的螺旋弹簧92被进一步设置，并且贴靠第一活塞74的盲孔76内的表面77座置。压力调节释放阀组件96安装在从压缩机主体62延伸出的入口管状套筒98的入口腔室99内。套筒98包括从腔室99延伸到压缩机主体62的空气通道 64的入口轴向通路97。组件86包括具有向外延伸的管状进入导管102的圆形主体100。 通孔104延伸穿过导管102和主体100。盘形密封部件106在圆形主体100的内部定位在腔室99内，并通过座置在腔室99内的螺旋弹簧108相对于圆形主体100向外偏压。在压缩机主体的相对侧并且被附到入口导管66上的是在向内端部处具有环形邻靠凸缘112的入口管110，以及从向外管端部115经过管110延伸到压缩机主体62的入口开口 67的轴向通路114。靠近向外管端部115座置在管通路114内的是用来过滤颗粒而不使其进入管通路114的多孔过滤器部件116。泵送组件20被封闭在外护套或箱体128内， 外护套或箱体1 被成形为补充侧壁114的径向下部区域，并从压缩致动主体44延伸到与轮胎胎圈区域相对的位置。箱体128由适用于通过例如橡胶基质的粘合剂附接到轮胎内部衬套的保护材料形成。相对于图4、5、6A和7，压缩致动组件19和泵组件20如图中所示连接在一起，以便结合到轮胎胎体12内。致动组件19被结合到轮胎胎体12的侧壁14的在转动时经受高弯曲载荷的区域内。组件19可以结合在侧壁14内，或者如图中所示通过粘合剂附到侧壁14 上。在所示的外部安装的组装方法中，容纳主体44与它所附接的侧壁区域互补地成形和弯曲，并大致从靠近胎面区域18的径向向外端部130沿着侧壁附接区域径向向内延伸到靠近胎圈区域的径向向内端部132。泵送组件20通过粘合剂或其他适当的附接装置附接到组件19的向内端部132。泵送组件20被包套在由例如橡胶的与轮胎相容的材料构成的外罩 128内。联接的压缩致动组件19和泵送组件20通过粘合剂附接到轮胎胎体12的内部衬套 28来安装，其中组件20靠近胎体胎圈/下部侧壁区域32。经过如此定位，通向组件20的入口管110在轴向上伸出经过轮胎侧壁14到达外部空气可接近的外部轮胎侧壁侧的位置。 管110的定位优选为在轮辋凸缘M的上方，使得轮辋凸缘M将不与进入泵送组件20的管110的吸入空气干涉。应意识到，在致动器主体44的出口导管50与压缩机主体62的上端密封接合地接收时，压缩组件19的出口导管50联接进入到压缩机主体62的上端内。压缩机主体44 邻靠容纳泵送组件20的外罩128。一旦组件19和20附接在一起，它们可如上所述附接到轮胎侧壁14如图2A和图4所示的区域。在柱突出部86从第二活塞82伸入到孔口 76并贴靠座置在孔口 76内的弹簧92时，第一和第二活塞74和82被机械地联接。活塞74和82 的轴向运动因此在径向上在空气腔室44内同步。图6A-6D描述泵组件20和压缩致动器组件19的操作顺序。图6A表示泵组件20， 其中活塞74和82处于静止位置。图中所示的位置与组件19、20在与轮胎胎印相对的转动位置处如图3A所示安装到滚动轮胎的位置相关。在与轮胎胎印相对时支承组件19、20(图 6A)的侧壁14的区域不从接触地面的轮胎产生柔曲或弯曲。因此，压缩致动器主体44具有大致与不弯曲侧壁14的曲率相关的弯曲变形52。被封闭在主体44内的介质48通常静止， 并贴靠活塞74的端部接触导管50内的导前介质表面60。外部活塞74在来自于螺旋弹簧 92的弹簧偏压下朝着空气腔室64的外端缩回。在图6A的“静止”位置，活塞74轴向位于入口导管66的吸入开口 67之上。因此， 来自于轮胎外部的空气经由过滤器116引入并进入入口导管110的孔口 114，从中空气被弓丨导经过入口导管66的开口 67并进入空气腔室64。箭头118表示入口空气流动的路径。 活塞82在主体空气腔室64内位于轴向升高位置，并堵塞出口导管70的出口开口 73。弹簧 92,94位于各自的未压缩状态。只要轮胎胎腔内的压力保持在预设定的推荐的充气压力以下，释放阀组件96大致位于闭合位置。在闭合位置，弹簧108经由导管主体100相对于开口 102偏压止挡盘头部106。如果轮胎胎腔内的压力超过压力阈值，来自于胎腔的空气压力将迫使止挡106远离导管开口 102，并使得空气从轮胎胎腔逃逸。在侧壁14的承载组件19、20的区域转动到于轮胎胎相对时，侧壁14产生柔曲和弯曲，造成压缩致动器主体44如图6B的附图标记52处所示产生相当的柔曲。图6B表示具有不可压缩材料性能的粘弹性材料48响应于主体44的弯曲而在出口导管50内被更低地受到压迫，并如箭头56所示将向下的压力施加到第一活塞74上。介质48的导前端表面 60贴靠活塞74的向外表面，并通过压缩弹簧92克服螺旋弹簧92的阻力，使得活塞74更低地运动进入空气腔室64。由此，活塞74运动到堵塞空气经由吸入管110吸入腔室64的位置，并压缩腔室64内的空气容积。腔室64内增加的空气压力使得第二活塞82在空气腔室 64内更低地受到压迫，并且压缩螺旋弹簧94。当活塞82在空气腔室64内已运动足够的轴向距离时，进入出口导管通道72的出口开口 73停止被活塞82堵塞，如图6C和图5所示。来自于腔室64的加压空气因此经由通道72在箭头1 所示的方向上受压迫进入轮胎胎腔内。在空气泵送完成并且腔室64内的对第二活塞82施加的压力中断时，活塞82受到轴向向上的压迫，并回到图6D和图6A所示的静止位置。如图6D所示，一旦腔室64内一定量的加压空气进入到轮胎腔室的移除完成，随着轮胎进一步转动，组件19、20以及侧壁14的附接区域离开与轮胎胎印相对的高应力位置， 并且轮胎侧壁恢复图2A和3A所示的没有应力的曲线。侧壁14返回到轮胎胎印外侧的原始曲率构型伴随着致动器主体44回复到未弯曲构型，并与其同步。在致动器主体44恢复其原始曲率时并随着空气从空气腔室64泵送循环的结束，活塞82在弹簧94的影响作用下向上轴向运动，弹簧94迫使活塞74径向向上运动。粘弹性介质48退回到主体44的原始容纳形式，并且空气进入到轮胎胎腔的泵送中断，直到组件19、20随着轮胎转动回到与轮胎胎印相对对准。对于每次旋转，空气从腔室64进入到轮胎胎腔的泵送以循环方式出现。 将理解到空气泵送的操作独立于轮胎旋转的方向，并且将在轮胎向前行驶或轮胎反向行驶中出现。图6D还示出了泵组件20的视图，其中活塞74、82位于静止位置，而释放阀组件96 用来将轮胎胎腔的过压空气排放到大气。释放阀组件96大致在图6A-6C所示的闭合位置， 并且只在轮胎胎腔内的空气压力超过推荐的上阈值时打开。在这种情况下，止挡主体106 受压迫横向脱离与导管凸缘100的密封接合，并克服来自于螺旋弹簧108的偏压阻力。通路104因此被打开，使得过压空气如方向箭头IM所示从轮胎胎腔经过导管102和活塞74 内的释放通道80。加压空气如方向箭头122所示顺着经过活塞74的盲孔76、经过活塞82 的联接柱86内的盲孔88并进入管110的孔口 114的路径。被排出的过压空气经由过滤器单元116排放到大气并离开管端部115。空气经由过滤器116排放用来从过滤器清除颗粒， 并修正轮胎胎腔内的过压。一旦轮胎胎腔压力减小到推荐的阈值压力以下，弹簧108将松开，并贴靠导管凸缘端部100压迫止挡主体106，并因此闭合轮胎胎腔，直到需要空气从轮胎胎腔过压排放。参考图9A、9B、10A、10B、11A、1 IB、12A、12B、13A-13D、14A-14C，所包含的泵和压缩致动组件134的替代实施例表示成包括联接到泵组件138的压缩致动组件136以便形成L 形插入件主体140。主体140如图10AU0B所示靠近胎圈区域16安装到轮胎胎体12的下侧壁区域。压缩致动组件136具有形成与出口端口 146连通的容纳腔室144的可变形的中空主体142。中空主体142以九十度的形式被构造成L形，L形具有从水平主体部分150延伸的直立主体部分148。不可压缩材料152上的粘弹性介质如前面参考第一实施例描述那样填充容纳腔室144。泵组件138同样形成附到L形压缩致动主体142上的L形封装包套主体154。主体巧4包括从水平主体部分156延伸的直立主体部分158。出口孔口 160定位在水平部分 156内，并且入口孔口 162位于面向部分156的区域的侧部内。出口导管168被附接到出口孔口 160，并包括延伸到远侧端部170的轴向通道170。图IOA和IOB表示L形泵组件134在靠近轮胎胎圈位置的下侧壁区域处安装到轮胎。如同前面描述的实施例，泵组件134随着每次轮胎旋转和轮胎一起从轮胎胎印附近的外侧位置(图10A)转动到与轮胎胎印相对的位置(图10B)。如同第一实施例，在组件的转动位置与轮胎胎印相对对准(图10B)时，组件134的主体140通过轮胎侧壁弯曲产生的应力而弯曲。图IlA和IlB表示组件134在侧壁14的下部区域内的相对位置，其中组件主体 140在轮胎转动时受到高弯曲力。出口导管168的出口端部172延伸穿过轮胎壁到达轮胎的胎腔30。来自压缩机主体174的压缩空气沿着通道170流动，并进入轮胎胎腔，以便将轮胎的充气压力保持在所需水平。图IlA是从图IOA所示的轮胎的未压缩区域内的泵位置截取的截面图。图IlB是图IlA的泵组件134的放大视图。图12A是从图IOB所示的轮胎的压缩区域内的泵位置截取的截面图。图12B是图12所示的泵组件134的放大视图。
参考图13A-13D和图14A-14C，压缩主体174具有内部细长的压缩腔室176和定位在腔室176的相对端部处的一对单向球阀178、180。每个阀178、180是能够购买到的类型，并且各自包括通过螺旋弹簧相对于座186受到偏压的止挡球部件182。另外，释放压力旁通通道188平行于腔室176设置在压缩主体174内。座置在通道188内的是其构造与球阀178、180相似的单向球阀190。通道188和腔室176在主体174的一端处的出口导管 168和相对端部处的入口开口 162之间平行延伸。泵送组件138的第一替代形式的操作如下进行。L形主体136在图IOA和IOB总体所示的位置上嵌置或附到轮胎胎体上。由此定位，由于附接有组件138的轮胎侧壁受到弯曲，压缩致动主体142将类似地受到弯曲。图13A和13D表示处于“静止”状态的泵组件 138 ；即组件138没有如同图IOA所示的轮胎位置那样受到弯曲应力。球阀178、180位于座置的闭合位置。阀178、180被选择成在所需阈值压力下打开，这将随后描述。在静止位置处，压缩腔室176内的空气未被加压。释放阀190类似地座置和闭合， 并将保持如此，除非轮胎胎腔30内的空气压力在所需压力阈值以上。在过压情况下，阀190 将打开，并使得空气经由通道188离开胎腔30，并从入口开口 162排放到大气。压缩介质 152被局限在压缩主体腔室176内，并且入口导管164被清空。图13B和12B表示轮胎已将组件转动到与轮胎胎印相对的位置(图10B)时的泵组件134。压缩主体174接着受到弯曲力，并产生变形。主体174的弯曲迫使粘弹性材料 152从腔室144进入导管164，并沿着导管164 (方向19 ，继而用来压缩压缩腔室176内的空气。来自于压缩空气的压力通过使得阀球182脱位而打开阀180，并且空气被引导进入出口导管168，由此到轮胎胎腔30。图13C表示轮胎出现进一步转动之后的泵组件134，其中泵组件被定位远离轮胎胎印(例如图IOA所示位置)。作用到主体174的弯曲力的移除使得弹性主体返回到其原始构型，并使得腔室176具有使得介质152从导管164退回的形式。加压空气从腔室176 转移使得空气经由单向阀178从其座186上脱位而从大气抽吸进入到腔室176内。抽吸进入到腔室176内的空气压迫介质152回到腔室144内，如箭头194所示。阀180自己重新座置，并阻止空气离开腔室176。腔室176的入口端部内的过滤器构件198防止颗粒进入腔室 176。图14D表示回到其原始静止位置的组件134。在轮胎胎腔内出现过压状况的情况下，轮胎空气压力将造成单向阀190打开，并使得空气在方向196上回流通过通道188，以便经由过滤器198排放到大气。空气经由过滤器198的回流有助于保持过滤器清洁。如同第一实施例，泵组件134在轮胎转动的方向上操作，并在轮胎旋转的每个循环过程中将空气泵送进入到轮胎内。鉴于这里提供的描述，可以在本发明中进行多种变型。虽然出于说明本发明的目的描述了一些代表性的实施例和细节，但是本领域普通技术人员将理解到这里可以进行多种变化和改型，而不偏离本发明的范围。因此应该理解到可以在所述的特定实施例中进行变化，这些变化将落入所附权利要求书限定的本发明的所旨在限定的完整范围内。
权利要求
1.一种自行充气轮胎系统，其特征在于，该自行充气轮胎系统包括轮胎，该轮胎具有轮胎胎体，所述轮胎胎体包括由轮胎内部衬套限定的轮胎胎腔、分别从第一轮胎胎圈区域和第二轮胎胎圈区域延伸到轮胎胎面区域的第一侧壁和第二侧壁；压缩致动器装置，该压缩致动器装置安装到轮胎胎体上，以便压缩输送到轮胎胎腔的空气，所述压缩致动器装置包括由弹性可变形材料组合物形成并容纳一定量的不可压缩介质的中空容纳主体,所述容纳主体被附到轮胎胎体的相对高柔曲变形区域,并且响应于滚动轮胎中所述轮胎高柔曲变形区域的变形和恢复，容纳主体分别在变形状态和未变形状态之间往复转换；且其中所述致动器装置容纳主体在变形状态下排出被加压排出量的不可压缩介质，被加压排出量的不可压缩介质用来产生压缩力，由此输送到轮胎胎腔内的空气体积被加压。
2.如权利要求I所述的自行充气轮胎系统，其特征在于，所述压缩力与不可压缩介质的被加压排出量成正比，并且容纳主体在轮胎相对于地表面的旋转过程中在操作上经历变形状态和未变形状态间的循环转换。
3.如权利要求2所述的自行充气轮胎系统，其特征在于，容纳主体的所述循环转换出现在轮胎相对于地表面旋转的向前或向后方向上。
4.如权利要求3所述的自行充气轮胎系统，其特征在于，容纳主体的变形通过轮胎胎体侧壁的弯曲来造成的。
5.如权利要求3所述的自行充气轮胎系统，其特征在于，该自行充气轮胎系统还包括附到轮胎胎体上的泵组件，所述泵组件包括压缩机主体,该压缩机主体被附到容纳主体上并且具有内部空气腔室,所述空气腔室具有用于将空气引入内部空气腔室的入口开口和用于将空气从内部空气腔室引导至轮胎胎腔的出口开口 ；所述空气压缩机主体还包括空气压缩机主体内的第一阀装置和第二阀装置，以便分别与容纳主体的循环转换同步地往复打开和闭合入口开口和出口开口。
6.如权利要求5所述的自行充气轮胎系统，其特征在于，该自行充气轮胎系统还包括如果轮胎胎腔空气压力超过预设定的轮胎充气压力的话用于从轮胎胎腔释放空气的释放阀装置，所述释放阀装置被附到压缩机主体上，并包括释放阀和来自释放阀的空气流动通路，释放阀被定位成在操作上使从轮胎胎腔经由压缩机主体并离开压缩机主体的入口开口的流动空气反向。
7.如权利要求6所述的自行充气轮胎系统，其特征在于，所述第一装置和所述第二阀装置分别包括定位在空气压缩机主体的内部腔室的各自相对端部处的第一单向阀装置和第二单向阀装置。
8.如权利要求7所述的自行充气轮胎系统，其特征在于，所述第一装置和所述第二阀装置分别包括座置在压缩主体内的第一活塞构件和第二活塞构件，第一活塞构件和第二活塞构件与容纳主体的循环转换同步地在打开位置和闭合位置之间往复运动，并且第一活塞构件和第二活塞构件在打开位置和闭合位置处在操作上分别打开和堵塞压缩主体的入口开口和出口开口。
9.如权利要求8所述的自行充气轮胎系统，其特征在于，第一活塞构件压缩压缩机主体的内部空气腔室内的空气体积，同时堵塞入口开口。
10.如权利要求9所述的自行充气轮胎系统，其特征在于，该自行充气轮胎系统还包括安装到轮胎胎体上的释放阀装置，以便在轮胎胎腔空气压力超过预设定的轮胎充气压力时从轮胎胎腔释放空气，并且所述释放阀被附到压缩机主体上，并且来自释放阀的空气流动通路在操作上引导从轮胎胎腔经由压缩机主体并离开压缩主体的入口开口的反向空气流。
全文摘要
本发明涉及用于自行充气轮胎的泵和致动器组件。一种自行充气的轮胎系统包括安装到轮胎胎体以便压缩输送到轮胎胎腔的空气的压缩致动器组件。压缩致动器组件包括由弹性可变形材料组合物形成并容纳一定量的不可压缩介质的中空容纳主体。容纳主体固定到轮胎胎体的相对高柔曲变形区域，并且响应于滚动轮胎中轮胎高柔曲变形区域的变形和恢复，容纳主体分别在变形状态和未变形状态之间往复转换。因此容纳主体在变形状态下排出被加压排出量的不可压缩介质，产生施加到输送到轮胎胎腔的空气体积上的压缩力。泵组件固定到轮胎胎体，并包括用于与容纳主体的循环转换同步地使得压缩机主体的入口开口和出口开口往复打开和关闭的阀。
文档编号B60C23/00GK102529613SQ201110448970
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者D·P·L·M·欣克, G·博内, J·J·V·科莱特, M·D·G·鲁索, R·L·博尔曼 申请人:固特异轮胎和橡胶公司