专利名称：空气维持充气组件及轮胎的制作方法
空气维持充气组件及轮胎技术领域
本发明大体涉及空气维持轮胎，并且更具体地涉及空气维持和轮胎充气组件。
背景技术：
正常的空气扩散随时间降低轮胎压力。轮胎的通常状态处于充气状态。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、缩短的轮 胎寿命以及降低的车辆制动和操作性能。轮胎压力监测系统已经被建议用以当轮胎压力显 著较低时警告驾驶员。然而，这样的系统依然依赖于当被警告对轮胎再充气到建议的压力 时采取补救动作的驾驶员。因此，期望在轮胎内合并将维持轮胎内空气压力的空气维持特 征，以便于补偿轮胎压力随时间的任何下降，而无需驾驶员的介入。发明内容
在本发明的一个形式中，轮胎组件包括轮胎、第一轮胎侧壁和第二轮胎侧壁、以及 侧壁沟槽。该轮胎具有气动腔体。该第一侧壁和第二侧壁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。该第一侧壁具有至少一个当径向地在轮胎的滚动轮胎 印迹内时可操作地弯曲的弯曲区域。该侧壁沟槽由位于第一轮胎侧壁的弯曲区域内的沟槽 侧壁限定。该侧壁沟槽响应于第一侧壁弯曲区域径向地在滚动轮胎印迹内的弯曲，在非变 形状态和变形收缩状态之间逐段地变形。空气通道由侧壁沟槽和覆盖条限定。响应于侧壁 沟槽当径向地在滚动轮胎印迹内时的相应的逐段变形，该空气通道在膨胀状况和至少部分 地坍缩的状况之间逐段地弹性变形。覆盖条被施加在侧壁沟槽的敞开端，用于将空气通道 与周围空气压力隔开。
根据本发明的另一方面，覆盖条被直接固化到第一已固化的轮胎侧壁。
根据本发明的又一方面，覆盖条通过受热的压板被固化到第一轮胎侧壁。
根据本发明的再一方面，该轮胎组件进一步包括布置在侧壁沟槽内的独立管。该 独立管限定了环形空气通道。
根据本发明的又一方面，独立管具有对应于侧壁沟槽的内轮廓的外轮廓。
根据本发明的再一方面，该轮胎组件进一步包括布置在侧壁沟槽的轴向内端处的第二覆盖条。
根据本发明的又一方面，第一覆盖条通过受热的压板被直接固化到第一已固化的 轮胎侧壁。
根据本发明的再一方面，覆盖条是帘线加强的。
根据本发明的又一方面，第二覆盖条是橡胶条。
根据本发明的再一方面，该轮胎组件进一步包括环绕侧壁沟槽布置在多个弧形位 置处的止回阀。
在本发明的另一形式中，轮胎组件包括轮胎、第一侧壁和第二侧壁、以及侧壁沟 槽。该轮胎具有气动腔体。该第一侧壁和第二侧壁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。该第一侧壁具有至少一个当径向地在轮胎的滚动轮胎印迹内时可操作地弯曲的弯曲区域。该侧壁沟槽由位于第一轮胎侧壁的弯曲区域内的沟槽侧壁限定。该沟槽响应于第一侧壁弯曲区域径向地在滚动轮胎印迹内的弯曲，在非变形状态和变形收缩状态之间逐段地变形。空气通道由侧壁沟槽和管组件限定。该空气通道响应于当径向地在滚动轮胎印迹内时的相应的逐段变形，在膨胀状况和至少部分地坍缩的状况之间逐段地弹性变形。该管组件包括第一管和第二管。该第一管被固定在侧壁沟槽内。该第二管被固定在第一管内。该第二管限定了空气通道，响应于管组件当径向地在滚动轮胎印迹内时的相应的逐段变形，在膨胀状况和至少部分地坍缩的状况之间逐段地弹性变形。
根据本发明的另一方面，第一管由塑料形成，并且第二管由挤压成型的聚合物形成。
根据本发明的又一方面，第二管具有外圆形截面和内圆形截面。
根据本发明的再一方面，第一管在U形开口的轴向内拐角处包括安全切口 (relief cuts),所述安全切口用于有助于管组件的收缩。
根据本发明的又一方面，第二管具有对应于第一管的内轮廓的外轮廓。
根据本发明的再一方面，第一管包括外径向延伸部，该外径向延伸部与在侧壁沟槽中的对应的凹槽接合用于将管组件周向地固定在侧壁沟槽内。
根据本发明的又一方面，外径向延伸部径向向内突出。
根据本发明的再一方面，外径向延伸部径向向外突出。
根据本发明的又一方面，该轮胎组件进一步包括将第一管固定在侧壁沟槽内的粘合剂。
根据本发明的再一方面，第一管包括内部分封闭的U形截面轮廓和外部分封闭的 U形截面轮廓。
本发明提供以下技术方案1.一种轮胎组件，包括
具有气动腔体的轮胎；第一侧壁和第二侧壁，其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，所述第一侧壁具有至少一个当径向地在滚动轮胎印迹内时可操作地弯曲的弯曲区域；以及侧壁沟槽，其由位于所述第一轮胎侧壁的弯曲区域内的沟槽侧壁限定，所述沟槽响应于所述第一侧壁弯曲区域径向地在所述滚动轮胎印迹内的弯曲，在非变形状态和变形收缩状态之间逐段地变形，空气通道，其由所述侧壁沟槽和覆盖条限定，响应于所述侧壁沟槽当径向地在所述滚动轮胎印迹内时的相应的逐段变形，所述空气通道在膨胀状况和至少部分地坍缩的状况之间逐段地弹性变形，覆盖条，其被施加在所述侧壁沟槽的敞开端处用于将所述空气通道与周围空气压力隔开。
2.如方案I中所述的轮胎组件，其中所述覆盖条被直接固化到第一已固化的轮胎侧壁。
3.如方案I中所述的轮胎组件，其中所述覆盖条通过受热的压板被固化到第一轮胎侧壁。
4.如方案I中所述的轮胎组件，进一步包括布置在所述侧壁沟槽内的独立管，所 述独立管限定了圆形空气通道。
5.如方案4中所述的轮胎组件，其中所述独立管具有对应于所述侧壁沟槽的内轮 廓的外轮廓。
6.如方案4中所述的轮胎组件，进一步包括布置在所述侧壁沟槽的轴向内端处的第二覆盖条。
7.如方案6中所述的轮胎组件，其中所述第一覆盖条通过受热的压板被直接地固 化到第一已固化的轮胎侧壁。
8.如方案6中所述的轮胎组件，其中所述覆盖条是帘线加强的。
9.如方案6中所述的轮胎组件，其中第二覆盖条通过受热的压板被固化到所述侧壁沟槽。
10.如方案I中所述的轮胎组件，进一步包括布置在所述侧壁沟槽周围的多个弧 形位置处的止回阀。
11. 一种轮胎组件，包括具有气动腔体的轮胎；第一侧壁和第二侧壁，其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，所述第一侧壁具有至少一个当径向地在滚动轮胎印迹内时可操作地弯曲的弯曲区 域；以及侧壁沟槽，其由位于所述第一轮胎侧壁的弯曲区域内的沟槽侧壁限定，所述沟槽响应 于所述第一侧壁弯曲区域径向地在所述滚动轮胎印迹内时的弯曲，在非变形状态和变形收 缩状态之间逐段地变形，空气通道，其由所述侧壁沟槽和管组件限定，响应于所述沟槽当径向地在所述滚动轮 胎印迹内时的相应的逐段变形，所述空气通道在膨胀状况和至少部分地坍缩的状况之间逐 段地弹性变形，所述管组件包括第一管和第二管，所述第一管被固定在所述侧壁沟槽内，所述第二管 被固定在所述第一管内，所述第二管限定了所述空气通道，所述空气通道响应于所述管组 件当径向地在所述滚动轮胎印迹内时的相应的逐段变形，在膨胀状部和至少部分地坍缩的 状况之间逐段地弹性变形。
12.如方案11中所述的轮胎组件，其中所述第一管由挤压成型的塑料形成，并且 所述第二管由挤压成型的聚合物形成。
13.如方案11中所述的轮胎组件，其中所述第二管具有外圆形截面和内圆形截面。
14.如方案11中所述的轮胎组件，其中所述第一管包括在U形开口的轴向内拐角 处的安全切口，用于有助于所述管组件的收缩。
15.如方案11中所述的轮胎组件，其中所述第二管具有对应于所述第一管的内轮 廓的外轮廓。
16.如方案11中所述的轮胎组件，其中所述第一管包括外径向延伸部，所述外径 向延伸部与在所述侧壁沟槽中的对应的凹槽接合用于将所述管组件周向地固定在所述侧壁沟槽内。
17.如方案16中所述的轮胎组件，其中所述外径向延伸部径向向内突出。
18.如方案16中所述的轮胎组件，其中所述外径向延伸部径向向外突出。
19.如方案11中所述的轮胎组件，进一步包括将所述第一管固定在所述侧壁沟槽 内的粘合剂，所述粘合剂进一步将塑料止回阀固定到所述第一管。
20.如方案11中所述的轮胎组件，其中所述第一管包括内部分封闭的U形截面轮 廓和外部分封闭的U形截面轮廓，所述第一管进一步包括用于接纳塑料止回阀的凹处。
定义轮胎的〃高宽比〃表示其截面高度(SH)与其截面宽度(SW)的比值乘以百分之百来表 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。
〃轴向的〃和〃轴向地〃表示平行于轮胎旋转轴线的线或方向。
"胎圈包布"是放置在轮胎胎圈外侧周围的窄带形材料，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。
〃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。
〃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。
〃印迹〃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。
“沟槽”表示轮胎中的细长空隙区域，其尺寸和截面构造适于将空气管容纳在其 中。
〃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。
〃横向〃表示轴向方向。
"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 地面积或印迹相切的线，这些线平行于赤道中心平面。
"净接触面积"表示在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整个胎面的总面积。
"非定向胎面"表示如下胎面没有优选的前进行进方向也不要求设置在车辆上 特定的一个或多个车轮位置来确保胎面花纹与优选的行进方向对准。相反地，定向胎面花 纹具有需要特定车轮定位的优选的行进方向。
〃外侧面〃表示当轮胎安装在车轮上且车轮安装于车辆上时最远离车辆的轮胎侧面。
〃蠕动的〃表示通过沿管状通道推动例如空气的内含物的波状收缩进行的操作。
〃径向的〃和〃径向地〃表示在径向方向上朝着或远离轮胎的旋转轴线的方向。
〃花纹条〃表示胎面上圆周延伸的橡胶条，其由至少一个周向沟槽、以及第二个这 样的沟槽和横向边缘中任一个限定，该条在横向方向上未被全深度沟槽分开。
"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的小狭槽，细 缝通常在宽度方向上窄并且在轮胎印迹内闭合，与轮胎印迹中保持敞开的花纹沟相反。
"胎面元件"或"牵引元件"表示由具有交界的花纹沟的形状限定的花纹条或块状元件。
〃胎面弧宽〃表示在胎面横向边缘之间测量的胎面弧长度。
将以举例方式并且参照附图描述本发明，其中图1 :示例轮胎和管组件的等轴测分解视图。
图2:示例轮胎/管组件的侧视图。
图3A-3C :示例出口连接器的细节。
图4A-4E :示例进口(过滤器)连接器的细节。
图5A 示例轮胎旋转伴随空气运动(84)至腔体的侧视图。
图5B 示例轮胎旋转伴随空气冲出过滤器的侧视图。
图6A 从图5A截取的截面图。
图6B 从图6A截取的胎侧在非压缩状态下的管区域的放大细节。
图7A 从图5A截取的截面视图。
图7B 从图7A截取的胎侧在压缩状态下的管区域的放大细节。
图8A 从图2截取的示例管和沟槽的放大细节。
图8B 示出被压缩并且插入到沟槽中的示例管的细节。
图8C 示出在沟槽的带肋区域处完全被插入到沟槽中的示例管的细节。
图8D 被插入到带肋沟槽中的管的分解分段视图。
图9 :从图2截取的放大细节，示出了位于出口至腔体连接器两侧上的示例肋轮廓区域。
图1OA:带有示例肋轮廓的沟槽的放大细节。
图1OB:将管压入到示例肋轮廓中的放大细节。
图11 从图2截取的放大细节，示出了位于出口至腔体连接器两侧上的另一示例肋轮廓区域。
图12A:带有其它示例肋轮廓的沟槽的放大细节。
图12B:将管压入到其它示例肋轮廓中的放大细节。
图13A:另一示例管和沟槽细节的放大图。
图13B:示出图13A中的被压缩并且插入到沟槽中的管的细节。
图13C:示出图13A中的完全插入到沟槽中的管的细节。
图14A:第三示例管和沟槽细节的放大图。
图14B:示出图14A中的被压缩并且插入到沟槽中的管的细节。
图14C:示出图14A中完全插入到沟槽中的管的细节。
图15A:第四示例管和沟槽细节的放大图。
图15B:示出图15A中的被压缩并且插入到沟槽中的管的细节。
图15C:示出图15A中的完全插入到沟槽中的管的细节。
图16 示出了本发明的一个方面的细节。
图17 示出了本发明的另一方面的细节。
图18:示出了本发明的又一方面的细节。
图19:示出本发明的再一方面的细节。
图20:示出了本发明的又一方面的细节。
图21:示出本发明的再一方面的细节。
具体实施方式
参照图1、图2和图6A，示例轮胎组件10可以包括轮胎12、蠕动泵组件14和轮胎轮辋16。轮胎可以以传统方式安装到一对轮辋安装表面18、20，该一对安装表面与外侧轮辋凸缘22、24相邻。轮辋凸缘22、24均具有径向向外面对的凸缘端26。轮辋体28可支撑如所示出的轮胎组件10。轮胎12可以具有传统结构，其具有一对侧壁30、32，所述一对侧壁从相对的胎圈区域34、36延伸到胎冠或轮胎胎面区域38。轮胎12和轮辋16可以封闭轮胎腔体40。
如从图2和图3A、图3B、图3C、图6B以及图8A所看到的，示例蠕动泵组件14可以包括环形空气管42，该环形空气管封闭环形通道43。管42可以由诸如能够承受经受外力变形成压扁状态的重复变形循环的塑料或橡胶复合物的弹性柔性材料形成，并且一旦除去该外力，管就恢复到大体上圆形截面的原始状态。管42可以具有足以可操作地传递用于此处所描述的目的的空气体积并且允许将管定位于轮胎组件10内的可操作位置中的直径，如将在下面被描述的。在示出的示例性构造中，管42可以是细长的大体上椭圆的截面形状，具有相对的管侧壁44、46，所述相对的管侧壁从平坦(封闭的)的管尾端48延伸到弧形(敞开的)前导管端50。管42可以具有一对纵向向外突出的锁定制动肋52，所述制动肋具有大体半圆形截面，并且每个肋分别沿着侧壁44、46的向外表面延伸。
如参考图8A，管42可以具有在3. 65mm到3. 80mm的范围内的长度LI ;在2. 2mm到 3. 8mm的范围内的Dl的宽度；在0.8·!到1. Omm范围内的D3的尾端宽度。突出制动肋52、 54可以均具有在O. 2到O. 5mm的范围内的曲率半径R2，并且每个肋可以位于离管尾端48距离L3的位置处，距·离L3在1. 8mm到2. Omm的范围内。管42的前导端50可以具有在1.1mm 至1. 9mm的范围内的半径Rl。管42内的空气通道43可以同样是大体上椭圆形的，具有在2.2mm至2. 3mm的范围内的长度L2 ；以及在O. 5mm至O. 9mm的范围内的宽度D2。
管42的轮廓和几何形状构造可以适于插入到沟槽56中。沟槽56可以具有细长的大体上椭圆构造，其具有在3. 65mm至3. 80mm的范围内的长度LI，与管42的椭圆形状互补。沟槽56可以包括受限的较狭窄的入口通道58，该入口通道具有在O. 8mm至1. Omm的范围内的标称截面宽度D3。一对具有半圆形构造的沟槽肋接纳轴向制动槽60、62可以形成在沟槽56的相对两侧内，用于分别对应地接纳管的锁定肋52、54。槽60、62可以与沟槽入口通道58间隔大约为在1. 8mm至2. Omm的范围内的距离L3。制动槽60、62均可具有在 O. 2mm至O. 5mm范围内的曲率半径R2。向内制动沟槽部分64可以被形成为具有在1.1mm 至1. 9mm的范围内的曲率半径Rl和在2. 2mm至3. 8mm范围内的截面标称宽度Dl。
如从图8D、图9、图1OA和图1OB最佳所示，轮胎12可以进一步形成一个或多个沿着沟槽56的周边延伸并且伸入到沟槽56中的压缩肋66。肋66可形成具有规定的节距、 频率和位置的肋花纹，如下文所描述的。为了解释目的，七个压缩肋在示出的第一肋轮廓花纹中可以大体上用数字66表示，并且具体地用肋标号DO到D6表示。肋DO到D6可以以序列和节距花纹形成以便最佳化通过管通道43的空气泵送。肋66在花纹内可以均具有唯一 且预定的高度和布置，并且如图8D中所示，以在O. 95mm至1. 60mm的范围内的半径R3 (图 8A)向外伸入到沟槽56中。
参照图1、图2、图3A-3C、以及图4A-E，蠕动泵组件14可以进一步包括进口装置68 和出口装置70，所述进口装置和出口装置沿着圆周空气管42在各自的位置处间隔开约180 度。示例出口装置70具有T形构造，其中，导管72、74将空气引导至轮胎腔体40以及从轮 胎腔体引导出空气。出口装置壳体76包含导管臂78、80，所述导管臂从相应的导管72、74 整体地延伸。导管臂78、80中的每一个具有外联接肋82、84，所述外联接肋用于在已装配条 件下将导管保持在空气管42的断开端内。壳体76形成为具有如下外部几何形状该几何 形状与沟槽56互补并且包括平坦端86、成圆角的大体上椭圆形体88、以及向外突出的纵 向制动肋90。壳体76可以在其预期位置处能够紧密地被接纳到沟槽56中，肋90在沟槽 56内对准，如图8A中所示。
如在图12、图4A至图4E中所看到的，进口装置68可以包括细长外套筒体94，该细 长外套筒体在窄套筒颈98处连接细长内套筒体96。外套筒体的截面大体上为三角形。内 套筒体96具有与沟槽56互补的椭圆形外部几何形状，并且包括一对沿着内套筒体纵向地 延伸的制动肋100。细长空气进入管101位于内套筒体96内并且包括相对的管端102和进 入孔花纹104，该进入孔延伸到中心管通道中。外部肋106、108将管端102与出口装置70 相对地固定在空气管42中。
如图6A、图6B、图7A、图7B、图8A至图8D中所示，泵组件14可以包括空气管42、 以及进口装置68和出口装置70，当泵组件14被插入到沟槽56中时，所述进口装置和出口 装置在间隔180度的各自位置处同轴地附连到空气管。沟槽56可以位于轮胎12的下侧 壁区域处，当将轮胎安装到轮辋16时，沟槽56将空气管42定位于轮辋凸缘端26的上方。 图SB示出空气管42直径上受到挤压并坍缩从而适应插入到沟槽56中。一旦完全插入，如 图8C所示，肋52、54可以对准在沟槽凹槽60、62内，并且管42的平坦外端48可以大体上 与轮胎12的侧壁的外表面共面。一旦完全插入，管42的空气通道43就可以弹性地恢复到 敞开状态，从而允许在充气操作时空气沿着管流动。
参照图1、图2、图5A、图5B、图6A、图6B、图7A、图7B、图8A至图8D，进口装置68和出口装置70可以位于环形空气管42的圆周内，大体上间隔180度。具有定位于沟槽56 内的管42的轮胎12沿着旋转方向110旋转，导致印迹120抵靠地面118形成。压缩力124 从印迹120被指向轮胎12中，并且起到将空气管通道43的与印迹120相对的一段(在数字 122所示)压扁的作用。使通道43的一段的压扁迫使空气从该段沿着管通道43以箭头116 所示的方向朝向出口装置70。
当轮胎12继续沿着地面118在方向110上旋转时，在方向110相反的方向上，管 42可以逐段依次与轮胎印迹相对地被压扁或被挤压。管通道43的逐段依次压扁可以使得 来自压扁段的排出空气在管通道43内沿方向116被抽到出口装置70。空气可以流动经过 出口装置70并且流到轮胎腔体40，如以130所示。在130处，离开出口装置70的空气可以 被传送到轮胎腔体40并用于重新对轮胎12充气至期望的压力水平。在2010年5月7日 提交的并且以引用方式并入此处的待审美国专利申请序列No. 12/775，552中示出并且描 述了一种阀门系统，该阀门系统用于当腔体40内的空气压力降到预定的水平时调节流向腔体40的空气流。
随着轮胎12在方向110上旋转，压扁的管段可以由沿着方向114流入到进口装置 68中的空气依次重新填充，如图5A所示。流入到进口装置68中然后流入到管通道43中的 空气流入可以继续，直至出口装置70，沿逆时针方向110旋转，经过轮胎印迹120。图5B示 出了在这样的位置中的蠕动泵组件14的定向。通过压缩力124，管42可以继续依次与轮胎 印迹120相对地逐段被压扁。空气可以沿顺时针方向116被抽到进口装置68并且被抽出 或排出到轮胎12外部。来自进口装置68的如以128所示的排出空气的通道可以通过过滤 器套筒92产生，该套筒示例性地由微孔或多孔材料或复合材料形成。流经套筒92并且流 入到管101中的空气流可以因此除去残渣或微粒。在空气的排出或逆流方向128上，过滤 器套筒92中的在多孔介质内捕集、累积的残渣或颗粒可以被除去。随着抽吸的空气排出进 口装置68，出口装置70可以处于关闭位置，防止空气流到轮胎腔体40。当轮胎12进一步 沿逆时针方向110旋转直至进口装置70经过轮胎印迹120 (如图5A中所示)时，空气流可 以重新开始流向出口装置并且使得抽吸的空气流出和流进轮胎腔体40。轮胎腔体40内的 空气压力因此可以被维持在期望的水平。
图5B示出当轮胎12沿方向110旋转时管42被逐段压扁。压扁段134从轮胎印 迹120开始旋转远离时沿逆时针方向移动，同时相邻段132移动到与轮胎印迹相对并且被 压扁。因此，挤压或压扁或闭合的管段的前进可以使空气朝出口装置70 (图5A)或进口装 置68 (图5B)移动，这取决于轮胎12相对于这些装置的旋转位置。当由于轮胎旋转使每段 移动离开印迹120时，轮胎12内的来自印迹区域的压缩力可以消除，并且当段用来自通道 43的空气重新填充时，则该段可以弹性地重构到未压扁或敞开状态。图7A和图7B示出了 处于压扁状态的管段42，而图6A和图6B则示出在移动远离与轮胎印迹120相对的位置之 前和之后处于膨胀的未压扁或敞开构造的段。在原始的未压扁构造中，管段42可以恢复示 例的拉长的大体上椭圆形状。
上述循环针对每次轮胎旋转可以重复出现，每次旋转的一半导致抽吸的空气移动 到轮胎腔体40，并且旋转的一半导致抽吸的空气移动返回进口装置68的过滤器套筒92用 于使过滤器自净。可以理解，虽然轮胎12的旋转方向110是如图5A和5B所示的逆时针方 向，但本发明主题的轮胎组件10及其蠕动泵组件14也可以以相似的方式沿反向(顺时针) 旋转方向起作用。蠕动泵组件14因此可以是双向的并且当轮胎12沿向前或反向旋转方向 移动和车辆沿车辆的向前或反向方向移动时同等地运行。
空气管/泵组件14可以是如图5A、图5B、图6A、图6B、图7A和图7B所示。管42 可以位于轮胎12侧壁30的下部区域中的沟槽56内。管42的通道43可以通过压缩应变 闭合，使侧壁沟槽56在滚动轮胎印迹120内弯曲，如上所述。管42在侧壁30中的定位可 以提供布置自由度，从而避免管42和轮辋16之间的接触。管42在侧壁沟槽56中的较高 的布置可以使用当侧壁经过轮胎印迹120以使管42闭合时侧壁的该区域的高变形特征。
在图8A至图8D、图9、图1OA和图1OB中示出了带有沟槽的侧壁的构造和操作，特 别是通过沟槽56内的脊或压缩肋66的操作的管42的可变压力泵压缩。脊或肋以数字66 并且单独以DO至D6表示。沟槽56沿着轮胎12的侧面在圆周方向可以具有均匀的宽度， 嵌入模制的脊DO至D6形成为以预选的序列、模式或阵列伸入到沟槽56中。脊DO至D6可 以将管42保持在沟槽56内预定的定向上并且还可以对管施加可变的顺序的压缩力。
如上所解释的，通过将沟槽56的入口通道机械地展开D3而开始的程序，可以将均匀尺寸的泵管42放置在沟槽56内。然后，可以将管42插入到沟槽56的扩大开口内。其后，可以释放沟槽56的开口以返回至接近原始间隔D3，并且因此将管42保持在沟槽的内部。因此，纵向锁定肋52、54可以被捕获/锁定到纵向沟槽60、62中。结果，锁定肋52、54 工作从而将管42锁定在沟槽56内部，且防止在轮胎工作/旋转期间管从沟槽56的脱出。
可替代地，可将管42挤压插入到沟槽56中。管42，具有均匀的宽度尺寸和几何形状，可以被大量制造。此外，均匀尺寸的泵管42可以缩短总装配时间、降低材料成本以及管库存的非一致性。从可靠性方面看，这导致减小了刮伤机会。
伸入到沟槽56中的周边脊DO至D6朝着由出口装置70表示的管42的进口通道在频率上(每轴向沟槽单位长度的脊的数量)可以增加。每个脊DO至D6可以具有在O. 15mm 至O. 30mm的范围内的共同的半径尺寸R4。脊DO和DI之间的间·距可以是最大的，其次最大的是Dl和D2之间的间距，诸如此类，直到脊D5和D6之间的间距在名义上消除为止。虽然示出了七个脊，但是可以沿着沟槽56以各种不同频率布置更多或较少的脊。
以半径R4伸入到沟槽56中的脊可以用于双重目的。第一，脊DO至D6可以接合管42并且防止该管在轮胎工作/旋转期间沿着沟槽56从管的预期位置迁移或“走动”。第二，如上所解释的，当轮胎12通过其旋转充气循环旋转时，脊DO至D6可以更大程度地压缩管42的与每个脊相对的那一段。侧壁的挠曲可以显示通过每个脊DO至D6的压缩力，并且与将在与沟槽56的非脊部分相对的管段中发生情况相比，可以更大程度地压缩与这样的脊相对的管段。如图1OA和图1OB中所示，当脊的频率在空气流动方向上增加时，管通道 43的收缩可以逐渐发生，直到通道收缩到以数字136示出的尺寸为止，逐渐减少空气体积并且增加压力。因此，在脊存在的情况下，沟槽56在构造成沿着管具有均匀尺寸的管42内可以提供可变的泵送压力。因此，侧壁沟槽56可以是可变压力泵沟槽，其起到对位于沟槽内的管42施加可变压力的作用。应理解，泵送压力变化的程度可以由沟槽56内的节距或脊频率以及相对于管通道43的直径尺寸所配置的脊的幅度来确定。脊幅度相对于直径越大，在与脊相对的管段中空气体积可以减少更多，并且压力增大越多，反之亦然。图9描绘管42附接到出口装置70以及在流入出口装置的两侧上的空气流动的方向。
图11示出第二替代肋轮廓区域，该区域位于出口至出口装置70的两侧上。图12A 示出具有替代第二肋轮廓的沟槽56的放大细节，并且图12B示出管42压入到第二肋轮廓中的放大细节。参照图11、图12A、图12B，在该替代方案中的脊或肋DO至D6的频率模式可以类似于以上参考图10AU0B所描述的频率模式，但是每个肋还具有独特的各自幅度。每个肋DO至D6可以大体上具有半圆形截面，所述半圆形截面分别具有各自的曲率半径Rl至 R7。脊/DO至D6的曲率半径可以在示例范围内Λ =0. 020mm至O. 036_。
脊DO至D6的数量和每个脊的各自半径可以被构造成在以上范围之外以适应其它尺寸或应用。曲率半径在空气流动方向上的增加可以导致脊DO至D6以渐增的幅度和渐增的程度朝出口装置70伸入到通道43中。因此，通道43可以朝出口装置70收缩到较窄的区域138，并且由于空气体积的减小使得空气压力相应地增加更多。这样的构造的益处在于，管42可构造成比为了实现沿着通道43以及从出口装置70进入到轮胎腔体40中的期望空气流压力所需的管更小。更小尺寸的管42，允许在轮胎12内使用更小的沟槽56，可以是在经济上和功能上期望的，从而在轮胎侧壁内产生最小结构不连续性。
图13A至图13C示出另一管42和沟槽56的细节，其中图8A至图8C的制动肋90 由于肋和沟槽的修改而被消除。管42可以具有如下外部几何形状和通道构造，其具有在如 下规定的范围内的标注尺寸Dl=2. 2mm 至 3. 8mm;D2=0. 5mm 至 0. 9mm;D3=0. 8mm 至1. 0mm;R4=0. 15mm 至 0. 30mm;Ll=3. 65mm 至 3. 8mm;L2=2. 2mm 至 2. 3mm;L3=l. 8mm 至 2. Omnin
以上范围可以修改以适应具体尺寸偏好、轮胎几何形状、或轮胎应用。管42的外 部构造可以包括邻接端表面48的斜表面138、140 ;分别邻接斜表面的平行并且相对的直 中间表面142、144 ;以及邻接中间表面142、144的圆角前端或前表面146。如图13B和图 13C所见，管42可以被压缩用于挤压插入到沟槽56中，并且一旦完全插入，就会膨胀。位于 侧壁表面处的沟槽56的收缩开口可以将管42牢固地保持在沟槽56内。
图14A至图14C示出另一管42和沟槽56的构造。图14A是放大图，并且图14B 是示出管42被压缩并且插入到沟槽56中的细节视图。图14C是示出管42完全插入到沟 槽56中的细节视图。管42在截面上可以是大体椭圆的，插入到类似构造的沟槽56中。沟 槽56可以具有形成在相对的平行表面148、150之间的窄入口通道。在图14A至图14C中， 管42被构造成具有如下外部几何形状和通道构造，其具有在如下规定的范围内的尺寸Dl=2. 2mm 至 3. 8mm;D2=0. 5mm 至 0. 9mm;D3=0. 8mm 至1. 0mm;R4=0. 15mm 至 0. 30mm;Ll=3. 65mm 至 3. 8mm;L2=2. 2mm 至 2. 3mm;L3=l. 8mm 至 2. Omnin
以上范围可以修改以适应具体尺寸偏好、轮胎几何形状、或轮胎应用。图15A至图 15C示出另一个管42和沟槽56的构造。图15A是放大图，并且图15B是示出管42被压缩 并且插入到沟槽56中的细节视图。图15C是示出管42完全插入到沟槽56中的细节视图。 管42可以大体上具有抛物线截面，用于插入到类似构造的沟槽56中。沟槽56可以具有如 下入口通道该入口通道的尺寸适于将管42紧密接纳在其中。一旦管被插入到沟槽56中 脊66就可以与管42接合。在图15A至图15C中，管42具有如下外部几何形状和通道构造， 其具有在如下规定的范围内的尺寸Dl=2. 2mm 至 3. 8mm;D2=0. 5mm 至 0. 9mm;D3=2. 5mm 至 4. 1mm;Ll=3. 65mm 至 3. 8mm;L2=2. 2mm 至 2. 3mm;L3=l. 8mm 至 2. Omnin
以上范围可以根据需要修改以适应具体尺寸偏好、轮胎几何形状、或轮胎应用。
综上所述，应理解，本发明包括用于轮胎12的空气维持的双向蠕动泵组件14。环 形空气管42可以逐段压扁并且在轮胎印迹100中闭合。空气进口装置68可包括外过滤器 套筒92，该套筒由多孔材料形成并且因此给予空气进口装置68自净。出口装置70可以利 用阀门单元(参见2010年5月7日提交的共同待审的美国专利申请序列No. 12/775,552， 该美国专利以引用方式并入此处)。蠕动泵组件14可以在轮胎12沿任意方向的旋转下泵 送空气，旋转的一半泵送空气至轮胎腔体40，并且旋转的另一半将空气返回泵出进口装置 68。蠕动泵组件14可结合辅助的轮胎压力监测系统(TPMS)(未示出)使用，所述TPMS可 以用作系统故障检测器。TPMS可用来检测轮胎组件10的自充气系统中的任何故障并且警 告用户此类情况。
轮胎空气维持系统10可以进一步包含可变压力泵沟槽56，该沟槽具有一个或多 个向内指向的脊或肋66，所述脊或肋接合并且压缩与这样的肋相对的空气管42的一段。肋 系列的节距或频率可以朝出口装置70增加，用于通过压缩管42逐渐减少通道43内的空气 体积。空气体积的减少可以增加管通道43内的空气压力，并且因此有利于空气更加有效地 从管42流进轮胎腔体40。管压力上的增加可以通过沟槽56的肋66与管42接合而实现， 管42沿着管长度具有均一的尺寸。因此，管42可由均一尺寸和相对较小的尺寸制成，而不 会损害用于维持空气压力的流向轮胎腔体40的空气的流动压力。脊66的节距和幅度均可 以变化从而更好地实现在通道43内的想要的压力增加。
根据本发明的一个方面的，管42可以是整体地模制到轮胎10的侧壁32中并且限 定了椭圆(未示出)或U形(图16)通道43的沟槽。覆盖条201可以被施加在沟槽42的敞 开端处用于将该沟槽与周围空气压力隔开。上述阀门系统的止回阀(未示出)被定位在沟槽 42附近的多个弧形或周向位置处的凹处(例如，凹处可以被模制到侧壁沟槽42中)，覆盖条 201进一步固定/密封沟槽中的止回阀。覆盖条201可以是橡胶条或适当加强的条(例如， 帘线)。覆盖条201可以例如通过受热的压板直接被固化到已经固化的轮胎10的侧壁32。
根据本发明的另一方面，独立管212可以被放置在沟槽42内，该沟槽整体地被模 制到轮胎10的侧壁32中并且限定了椭圆通道43 (图17)。管212可以具有对应于沟槽42 的内轮廓的外轮廓。内覆盖条222可以被施加在沟槽42的轴向内端处，并且外覆盖条202 可被施加在沟槽的敞开端处用于将管212固定在沟槽内。上述阀门系统的止回阀(未示出) 可以被结合在管212附近的多个弧形或周向位置处(例如，凹处可以被模制到侧壁沟槽42 中)。外覆盖条202可以是橡胶条或适当加强的条(例如，帘线)。外覆盖条202可以例如通 过受热的压板直接被固化到已经固化的轮胎10的侧壁32。内覆盖条222也可以例如通过 受热的压板直接被固化到沟槽42并且被固化到独立管212的底部。
根据本发明的又一方面，管组件42可以包括挤压成型的塑料第一管213和挤压成 型的第二管223 (图18)。第一管213可以被固定(例如，粘合)在被整体地模制到轮胎10 的侧壁32中的沟槽内。第一管213可以具有部分封闭的U形外轮廓用于将第一管更好地 固定在沟槽中。第二管223可以限定圆形通道43。第一管213可以限定部分封闭的U形 开口用于接纳和保持圆形的第二管223。第二管223的圆形外轮廓可以更好地承受泵组件 14的恒定收缩。可替代地，第二管223可以具有对应于第一管213的内轮廓(例如，部分封闭的U形)的外轮廓。第一管213的U形开口可以进一步包括在U形开口的内拐角处的安 全切口用于有助于管组件42的收缩。上述阀门系统的塑料止回阀(未示出)具有与第一管 213相同的外轮廓，其可以被结合在(例如，粘合)在第一管周围的多个弧形或周向位置处。
根据本发明的再一方面，管组件42 (图19)可以包括模制成型的塑料第一管214 和挤压成型的第二管224。第一管214可以被固定(例如，粘合)在被整体地模制到轮胎10 的侧壁32中的沟槽内。第一管214可以具有部分封闭的U形外轮廓用于将第一管更好地 固定在沟槽中。第二管224可以限定圆形通道43。第一管214可以限定U形开口用于相 应地接纳和保持第二管224。第二管224可以具有对应于第一管214的内轮廓(例如，U形) 的外轮廓。第一管214的U形开口可以进一步包括在U形开口的内拐角处的安全切口用于 有助于管组件42的收缩。可替代地，第二管224可以具有圆形的外轮廓(未示出)用于更好 地承受泵组件14的恒定收缩。上述阀门系统的塑料止回阀(未示出)具有与第二管224相 同的外轮廓，其可以被结合在第一管周围的多个弧形或周向位置处。可替代地，上述阀门系 统的塑料止回阀(未示出)相比第二管224具有更大的轮廓，其可以被结合(例如，用粘合剂 固定在第一管24中的预成型的凹处中)在第一管214周围的多个弧形或周向位置处。
根据本发明的又一方面，管组件42可以包括模制成型的塑料第一管215和挤压成 型的第二管225 (图20)。第一管215可以被固定(例如，粘合)在被整体地模制到轮胎10 的侧壁32中的沟槽内。第一管215可以具有部分封闭的U形外轮廓用于将第一管更好地 固定在沟槽中。第一管215可以进一步具有外径向延伸部235，所述外径向延伸部接合在 沟槽的侧面中的对应的凹槽，用于将管组件42周向地固定在沟槽中。延伸部235可以径向 向外或径向向内延伸。第一管215可以限定部分封闭的U形开口用于接纳和保持圆形的第 二管225。第二管225的圆形外轮廓可以更好地承受泵组件14的恒定收缩。可替代地，第 二管225可以具有对应于第一管215的内轮廓(例如，部分封闭的U形)的外轮廓。第一管 215的U形开口可以进一步包括在U形开口的内拐角处的安全切口用于有助于管组件42的 收缩。上述阀门系统的塑料止回阀(未示出)具有与第二管225相同的外轮廓，其可以被结 合(例如，粘合)在第一管周围的多个弧形或周向位置处。
根据本发明的再一方面，管组件42可以包括模制成型的塑料第一管216和挤压成 型的第二管226 (图21)。第一管216可以被固定(例如，粘合)在被整体地模制到轮胎10 的侧壁32中的沟槽内。第一管216可以具有部分封闭的U形外轮廓用于将第一管更好地 固定在沟槽中。第一管216可以进一步具有内径向延伸部236，所述内径向延伸部接合在沟 槽的侧面中的对应的凹槽，用于将管组件42周向地固定在沟槽中。延伸部236可以径向向 外或径向向内延伸。第一管216可以限定部分封闭的U形开口用于接纳和保持圆形的第二 管226。第二管226的圆形外轮廓可以更好地承受泵组件14的恒定收缩。可替代地，第二 管226可以具有对应于第一管216 (未示出)的内轮廓(例如，部分封闭的U形)的外轮廓。 第一管216的U形开口可以进一步包括在U形开口的内拐角处的安全切口用于有助于管组 件42的收缩。上述阀门系统的塑料止回阀(未示出)具有与第二管226相同的外轮廓，其可 以被定位在第一管周围的多个弧形或周向位置处，第二管226从其延伸。可替代地，上述阀 门系统的塑料止回阀(未示出)相比第二管226具有更大的外轮廓，其可以位于(例如，用粘 合剂固定在第一管216中的预成型的凹处中)第一管216周围的多个弧形或周向位置处，第 二管226从其延伸。
根据此处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，已经示出了某些典型实施例和细节，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，能够在其中作出各种改变和修改。因此，应理解， 可在所描述的具体实施例中作出改变，所述改变将在如下面所附的权利要求所限定的本发 明的全部预期的范围内。
权利要求
1.ー种轮胎组件，其特征在于包括 具有气动腔体的轮胎； 第一侧壁和第二侧壁，其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，所述第一侧壁具有至少ー个当径向地在滚动轮胎印迹内时可操作地弯曲的弯曲区域；以及 侧壁沟槽，其由位于所述第一轮胎侧壁的弯曲区域内的沟槽侧壁限定，所述沟槽响应于所述第一侧壁弯曲区域径向地在所述滚动轮胎印迹内的弯曲，在非变形状态和变形收缩状态之间逐段地变形， 空气通道，其由所述侧壁沟槽和覆盖条限定，响应于所述侧壁沟槽当径向地在所述滚动轮胎印迹内时的相应的逐段变形，所述空气通道在膨胀状况和至少部分地坍缩的状况之间逐段地弹性变形， 覆盖条，其被施加在所述侧壁沟槽的敞开端处用于将所述空气通道与周围空气压カ隔开。
2.如权利要求1中所述的轮胎组件，其特征在于所述覆盖条被直接固化到第一已固化的轮胎侧壁。
3.如权利要求1中所述的轮胎组件，其特征在于所述覆盖条通过受热的压板被固化到第一轮胎侧壁。
4.如权利要求1中所述的轮胎组件，其特征在于进一歩包括布置在所述侧壁沟槽内的独立管，所述独立管限定了圆形空气通道。
5.如权利要求4中所述的轮胎组件，其特征在于所述独立管具有对应于所述侧壁沟槽的内轮廓的外轮廓。
6.如权利要求4中所述的轮胎组件，其特征在于进一歩包括布置在所述侧壁沟槽的轴向内端处的第二覆盖条。
7.如权利要求6中所述的轮胎组件，其特征在于所述第一覆盖条通过受热的压板被直接地固化到第一已固化的轮胎侧壁。
8.如权利要求6中所述的轮胎组件，其特征在于所述覆盖条是帘线加强的。
9.如权利要求6中所述的轮胎组件，其特征在于第二覆盖条通过受热的压板被固化到所述侧壁沟槽。
10.如权利要求1中所述的轮胎组件，其特征在于进一歩包括布置在所述侧壁沟槽周围的多个弧形位置处的止回阀。
全文摘要
本发明涉及空气维持充气组件及轮胎。一种轮胎组件包括轮胎、侧壁、和侧壁沟槽。该轮胎具有气动腔体。该侧壁具有至少一个当径向地在轮胎的滚动轮胎印迹内时可操作地弯曲的弯曲区域。该侧壁沟槽由位于轮胎侧壁的弯曲区域内的沟槽侧壁限定。该侧壁沟槽响应于侧壁弯曲区域当径向地在滚动轮胎印迹内时的弯曲，在非变形状态和变形收缩状态之间逐段地变形。空气通道由侧壁沟槽和覆盖条限定。响应于侧壁沟槽当径向地在滚动轮胎印迹内时的相应的逐段变形，该空气通道在膨胀状况和至少部分地坍缩的状况之间逐段地弹性变形。
文档编号B60C23/00GK102991282SQ201210328888
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月7日 优先权日2011年9月8日
发明者A.I.德尔加多, C.D.戴尔伦德 申请人:固特异轮胎和橡胶公司