可逆空气保持轮胎与泵组件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及可逆空气保持轮胎与泵组件。空气保持轮胎与泵组件包括被包围在轮胎的弯曲区域内的细长的环形空气通路，空气通路随着轮胎的弯曲区域穿过滚动的轮胎印迹而操作地逐段关闭和打开，以沿着空气通路泵送空气。一对直列式阀位于入口接头的相应相反侧上，并在相反方向上将入口空气的流引导到空气通路中，以及一对出口阀位于相应直列式阀的下游侧，并将入口空气的流从相应直列式阀的下游侧朝着轮胎腔引导。控制导管在空气入口端口与直列式阀的上游侧之间延伸并传导入口空气流，以及传送控制导管的活塞阀致动器打开，以允许入口空气穿过直列式阀，并且该活塞阀致动器关闭，以禁止空气穿过直列式阀移动。直列式阀和出口阀通过空气通路内的空气流的方向选择性地打开，该空气流的方向继而由轮胎旋转的方向方向地决定。
【专利说明】可逆空气保持轮胎与泵组件
【技术领域】
[0001]本发明大体上涉及空气保持轮胎，尤其地涉及一种轮胎与集成的泵组件。
【背景技术】
[0002]正常的空气扩散随着时间的过去而降低轮胎压力。轮胎的自然状态充气不足。因此，驾驶员必须重复地作用以保持轮胎压力，或者他们将看到降低的燃料经济性、轮胎寿命和降低的车辆制动和操纵性能。已提出轮胎压力监测系统，以便当轮胎压力相当低时警告驾驶员。然而，这样的系统仍取决于驾驶员在被警告时采取补救措施，以给轮胎重新充气至推荐压力。因此，合乎需要的是，将在无需驾驶员的干预的情况下维持轮胎内的适当空气压力的空气保持特征结合在轮胎内，以随着时间的过去补偿轮胎压力的任何降低。
【发明内容】
[0003]根据本发明的方面，提供一种空气保持轮胎与泵组件，泵组件包括被包围在轮胎的弯曲区域内的细长的环形空气通路，空气通路随着轮胎的弯曲区域穿过滚动的轮胎印迹而操作地逐段关闭和打开，以沿着空气通路泵送空气。泵组件还包括:空气入口端口组件，其被耦联，以在入口接头处将外部空气引导到空气通路中；一对直列式阀，其定位成在相反方向上将入口空气的流引导到空气通路中；以及一对出口阀，其分别位于相应直列式阀的下游侧，出口阀将入口空气的双向流从相应直列式阀的下游侧朝着轮胎腔引导。
[0004]在另一方面中，入口端口组件包括:控制导管，其在空气入口端口与直列式阀的上游侧之间延伸并传导入口气流；以及阀致动器，用于当轮胎腔内的空气压力高于阈值空气压力水平时中断通过控制导管到直列式阀的入口气流。
[0005]另一方面中的本发明构造成具有就座在阀壳体腔内的阀致动器活塞，控制导管横过活塞横向延伸，并与活塞一起在与直列式阀的上游侧的关闭的错位取向和与直列式阀的上游侧的打开的对准取向之间往复移动。
[0006]另一方面是，直列式阀和出口阀通过空气通路内的双向气流选择性地打开，并且其中，双向气流的方向由轮胎旋转的前向和反向方向规定。
[0007]本发明还提供如下方案:
1.一种空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，包括:
轮胎，其具有轮胎腔、分别从第一轮胎胎圈区域和第二轮胎胎圈区域延伸至轮胎胎面区域的第一胎侧和第二胎侧；
细长的大致环形空气通路，其被包围在所述轮胎的弯曲区域内，所述空气通路随着所述轮胎的所述弯曲区域穿过滚动的轮胎印迹而操作地逐段关闭和打开，以沿着所述空气通路泵送空气；
空气入口端口组件，其在入口空气通路接头处耦联至所述空气通路并与所述空气通路空气流动连通，所述空气入口端口组件可操作，以将来自所述轮胎外的入口空气引导到所述空气通路中； 一对大致直列式阀，其位于与所述入口端口组件空气流动连通的所述入口空气通路接头的相应相反侧上；所述直列式阀操作以在相应相反方向上选择性地打开，并使所述入口空气的流从上游阀侧传到下游阀侧并进入所述空气通路，以及
一对出口阀，每个出口阀定位成与相应直列式阀的下游侧空气流动连通，所述阀操作以选择性地打开并将所述入口空气的流从相应直列式阀的下游侧传导到所述轮胎腔。
[0008]2.根据方案I所述的空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，所述空气通路在轮胎胎侧内的大致圆周包围的位置内环形地延伸。
[0009]3.根据方案2所述的空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，所述出口阀中的每个出口阀邻近并与相应直列式阀的下游侧成最接近的关系定位。
[0010]4.根据方案3所述的空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，所述出口阀打开，以将空气的出口流动在大致径向方向上传导到所述轮胎腔。
[0011]5.根据方案4所述的空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，所述直列式阀和所述出口阀如由所述轮胎的替代性旋转方向所规定选择性地打开。
[0012]6.根据方案5所述的空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，所述入口端口组件包括空气入口端口和空气压力调节器，所述空气压力调节器操作以响应于所述轮胎腔内的空气压力水平选择性地打开和关闭所述直列式阀。
[0013]7.根据方案6所述的空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，所述出口阀响应于所述直列式阀的相应下游侧处的空气压力而打开和关闭。
[0014]8.根据方案6所述的空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，所述空气压力调节器包括控制阀装置，所述控制阀装置操作以当所述轮胎腔内的空气压力高于阈值空气压力水平时禁止入口空气进入所述空气通路的流动。
[0015]9.根据方案7所述的空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，所述控制阀装置包括在所述空气入口端口与所述直列式阀的所述上游侧之间延伸并传导入口气流的控制导管，所述控制阀装置还包括控制阀致动器，以便当所述轮胎腔内的空气压力高于所述阈值空气压力水平时中断通过所述控制导管到所述直列式阀的入口空气流。
[0016]10.根据方案8所述的空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，所述控制阀致动器在打开位置与关闭位置之间移动，在所述打开位置中，通过所述控制导管进入所述直列式阀的空气流未被中断，并且在所述关闭位置中，通过所述控制导管进入所述直列式阀的气流被中断。
[0017]11.根据方案9所述的空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，所述控制阀致动器还包括偏压装置，以便当所述轮胎腔内的空气压力高于所述阈值空气压力水平时将所述阀致动器偏压到所述关闭位置中。
[0018]12.根据方案10所述的空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，所述控制导管顺序地位于所述入口端口与所述直列式阀的所述上游侧之间。
[0019]13.根据方案11所述的空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，所述阀致动器包括就座在阀壳体腔内的活塞，所述控制导管横过所述活塞横向延伸并与所述活塞一起在所述关闭位置与打开位置之间往复移动，在所述关闭位置中的所述活塞的所述控制导管具有与所述直列式阀的所述上游侧错位的取向，并且在所述打开位置中的所述活塞的所述控制导管具有与所述直列式阀的所述上游侧对准的取向。[0020]14.一种空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，包括:
轮胎，其具有轮胎腔、分别从第一轮胎胎圈区域和第二轮胎胎圈区域延伸至轮胎胎面区域的第一胎侧和第二胎侧；
细长的大致环形空气通路，其被包围在所述轮胎的弯曲区域内，所述空气通路随着所述轮胎的所述弯曲区域穿过滚动的轮胎印迹而操作地逐段关闭和打开，以沿着所述空气通路泵送空气；
空气入口端口组件，其在入口接头处耦联至所述空气通路，所述空气入口端口组件可操作以将来自所述轮胎外的入口空气弓I导到所述空气通路中；
一对大致直列式阀，其位于与所述入口端口组件空气流动连通的所述入口空气通路接头的相应相反侧上；所述直列式阀操作以在相应相反方向上选择性地打开，并使所述入口空气的流从上游阀侧传到下游阀侧并进入所述空气通路，以及
一对出口阀，每个出口阀定位成与相应直列式阀的下游侧空气流动连通，所述出口阀操作以选择性地打开并将所述入口空气的流从相应直列式阀的下游侧朝着所述轮胎腔引导；
其中，所述入口端口组件包括空气入口端口和空气压力调节器，所述空气压力调节器操作以响应于所述轮胎腔内的空气压力水平选择性地打开和关闭所述直列式阀；以及其中，所述空气压力调节器包括控制阀装置，所述控制阀装置操作以便当所述轮胎腔内的空气压力高于阈值空气压力水平时禁止入口空气进入所述空气通路的流动。
[0021]15.根据方案13所述的空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，所述控制阀装置包括在所述空气入口端口与所述直列式阀的所述上游侧之间延伸并传导入口空气流的控制导管，所述控制阀装置还包括控制阀致动器，以便当所述轮胎腔内的空气压力高于所述阈值空气压力水平时中断通过所述控制导管到所述直列式阀的入口气流。
[0022]15.根据方案14所述的空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，所述阀致动器包括就座在阀壳体腔内的活塞，所述控制导管横过所述活塞横向延伸并与所述活塞一起在所述关闭位置与打开位置之间往复移动，在所述关闭位置中的所述活塞的所述控制导管具有与所述直列式阀的所述上游侧错位的取向，并且在所述打开位置中的所述活塞的所述控制导管具有与所述直列式阀的所述上游侧对准的取向。
[0023]16.根据方案15所述的空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，所述直列式阀和所述出口阀通过所述空气通路内的空气流方向选择性地打开。
[0024]17.根据方案16所述的空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，所述空气通路内的空气流方向是双向的，并由所述轮胎的前向和反向旋转方向控制。
[0025]18.根据方案17所述的空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，所述空气通路被包围在所述轮胎的胎侧内，并且所述空气流由与靠着地面的滚动轮胎印迹相反的所述空气通路的逐段塌陷而操作地产生。
[0026]19.根据方案18所述的空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，所述空气通路以大致环形形式大致限制(circumscribe)所述轮胎的胎侧。
[0027]定义:
轮胎的“高宽比”表示轮胎的断面高度(SH)与轮胎的断面宽度(SW)的比乘以100%以作为百分比来表达。[0028]“不对称胎面^示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。
[0029]“轴向的”和“轴向地”表示平行于轮胎旋转轴线的线或方向。
[0030]“球形止回阀”是阻断空气流的可动部分的关闭构件为球形球的止回阀。在一些球形止回阀中，球是弹簧加载的，以帮助球关闭，并需要对球上的特定大小的上游压力，以克服阀弹簧的偏压以便阀打开。球形止回阀的主阀座的内表面可以是锥形的，以将球引导到阀座中，并且在停止逆流时形成确实的密封。
[0031]“胎圈包布”是围绕轮胎胎圈的外部安置的窄带材料，以防止帘线帘布层磨损和被轮辋切割，并将挠曲分布在轮辋上方。
[0032]“止回阀”是在本体中具有两个开口的二通阀，一个用于空气进入，并且另一个用于空气离开。
[0033]“周向的”表示垂直于轴向方向沿着环形胎面表面的周长延伸的线或方向。
[0034]“开启压力”是阀将操作的最低上游压力。典型地，止回阀设计用于并因此能指定用于特定的开启压力。
[0035]“下游”是离开功率源的方向，即离开空气流源的方向。在阀的情况中，“下游”指的是当阀上的“上游”空气流施加足以打开阀的开启压力时空气从阀流出的阀的一侧。
[0036]“赤道中心平面(CP) ”表示垂直于轮胎的旋转轴线并穿过胎面中心的平面。
[0037]“印迹”表示在零速度时及在正常负载和压力下，轮胎胎面与平坦表面的接地面积或接触面积。
[0038]“花纹沟”表示胎侧中的细长空隙区，该细长空隙区可以直线、弯曲或Z字形方式绕胎面周向地或侧向地延伸。周向和侧向延伸的花纹沟有时具有公共部分。“花纹沟宽度”等于被宽度正被讨论的花纹沟或花纹沟部分占据的表面积除以该花纹沟或花纹沟部分的长度；因而，花纹沟宽度是花纹沟在其长度上的平均宽度。花纹沟在轮胎中可具有变化的深度。花纹沟的深度可围绕胎面的圆周改变，或者一个花纹沟的深度可以是恒定的，但与轮胎中的另一花纹沟的深度不同。如果这样的窄或宽的花纹沟同互连的周向花纹沟比较起来深度明显减小，则它们被认为是形成倾向于维持所涉及的胎面区域中的花纹条状特性的“加强肋(tie bar)”。
[0039]“内侧面”表示轮胎的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侧面。
[0040]“侧向的”表示轴向方向。
[0041]“侧向边缘”表示在正常负载和轮胎充气情况下测量的、与轴向最外面的胎面接地面积或印迹相切的线，所述线平行于赤道中心平面。
[0042]“净接触面积”表示围绕胎面的整个圆周的侧向边缘之间的接地胎面元件的总面积除以侧向边缘之间整个胎面的总面积。
[0043]“非定向胎面”表示如下胎面，其没有优选的前进行进方向也不要求设置在车辆上特定的车轮位置或多个车轮位置以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的车轮定位的优选的行进方向。
[0044]“外侧面”表示轮胎的当轮胎安装在车轮上并且车轮安装在车辆上时离车辆最远的侧面。
[0045]“蠕动的”表示借助于沿着管状通道推进诸如空气的内含物质的波状收缩的操作。[0046]“径向的”和“径向地”表示径向地朝着或离开轮胎的旋转轴线的方向。
[0047]“花纹条”表示胎面上的周向延伸的橡胶条，其由至少一个周向花纹沟以及第二个这样的花纹沟或侧向边缘中任一个限定，该条侧向地未被全深度花纹沟分开。
[0048]“花纹细缝”表示模制到轮胎的胎面元件中、细分胎面表面并改善牵引的小狭槽，花纹细缝通常在宽度方向上窄并且在轮胎印迹内闭合，这与轮胎印迹中保持敞开的花纹沟相反。
[0049]“胎面元件”或“牵引元件”表示由具有邻近花纹沟的形状限定的花纹条或块元件。
[0050]“胎面弧宽”表示如在胎面的侧向边缘之间测量的胎面的弧长。
[0051]“上游”是朝着空气流动功率的方向，即空气流出或来自的方向。在阀的情况中，“上游”指的是当阀上的“上游”空气流施加足以打开阀的开启压力时空气流入的阀的一侧。
【专利附图】
【附图说明】
[0052]将作为示例并参考附图描述本发明，其中:
图1是具有蠕动泵和入口阀的轮胎、轮辋和管道系统的等轴测图。
[0053]图2A是在轮胎逆时针旋转并且靠着地面建立印迹的情况下的轮胎与蠕动泵组件的侧视图。
[0054]图2B是在轮胎靠着地面顺时针旋转的情况下的轮胎与蠕动泵组件的侧视图。
[0055]图3A是在具有二通入口控制阀在关闭位置的情况下的蠕动泵的入口端口的横截面示意图。
[0056]图3B是在具有二通入口控制阀在打开位置的情况下的蠕动泵的入口端口的横截面示意图，可操作以在轮胎于逆时针方向上旋转的情况下填充轮胎。
[0057]图3C是具有二通入口控制的蠕动泵双向阀的入口端口的横截面示意图，该蠕动泵双向阀在轮胎于顺时针方向上旋转的情况下填充轮胎。
[0058]图4A是在具有替代性构成的双向五通入口控制阀在关闭位置的情况下的蠕动泵的入口端口的横截面示意图。
[0059]图4B是在具有替代性构成的双向五通入口控制阀示出在打开位置的情况下的蠕动泵的入口端口的横截面示意图，可操作以在轮胎于逆时针方向上旋转的情况下填充轮胎。
[0060]图4C是具有替代性构成的五通入口控制的蠕动泵双向阀的入口端口的横截面示意图，该蠕动泵双向阀在轮胎于顺时针的轮胎旋转中旋转的情况下填充轮胎。
[0061]图5A是在轮胎于逆时针旋转中的情况下填充轮胎的替代性蠕动泵双向阀的入口端口的横截面示意图，其中，阀在其中结合有五通调节器。
[0062]图5B是在轮胎于顺时针旋转中的情况下填充轮胎并示出五通调节器的图5A的替代性蠕动泵双向阀的入口端口的横截面示意图。
[0063]图5C是在顺时针轮胎旋转并且阀处于旁通模式的情况下的图5B的替代性蠕动泵双向阀的入口端口的横截面示意图。
[0064]图是在逆时针轮胎旋转并且阀处于旁通模式的情况下的图5B的替代性蠕动泵双向阀的入口端口的横截面示意图。【具体实施方式】
[0065]参考图1、2A和2B，轮胎与泵组件包括传统结构的轮胎，该传统结构的轮胎具有延伸至胎面14并包围由轮胎内衬层25限定的轮胎空气腔26的一对胎侧12。蠕动泵组件16通常在胎侧的高弯区域中附接至轮胎侧壁12中的一个或两者。蠕动泵组件16包括或者以与轮胎分开形成并在制造后的程序中装配至轮胎的独立管道的形式的环形空气通路20 ；或者在轮胎制造期间形成为胎侧内的整体空隙的空气通路。空气通路20被胎侧包围，并且沿着绕胎侧的随着轮胎旋转经历高的挠曲或弯曲的区域的环形路径延伸。如果以独立管道的形式，则空气通路管道由能够经得起反复变形循环的诸如塑料或橡胶化合物的弹性柔性材料形成，在该变形循环中，管道变形成经受外力的扁平状况，并且在这样的力去除时恢复横截面大体上圆形的初始状况。如果空气通路整体地形成在胎侧内，则空气通路随着轮胎旋转同样地必须经得起反复变形与恢复循环，并具有足够操作地使对于在此描述的目的足够的空气体积通过的直径。在美国专利N0.8，113，254中描述了蠕动泵中的空气管道的一般操作，该美国专利在此并入作为参考。
[0066]空气通路的相对端22、24终止于入口端口组件28。入口端口组件被固定，以便在轮胎靠着地面132旋转时随轮胎旋转。轮胎的旋转产生靠着表面132的印迹134，该印迹134继而将压缩力138引入轮胎。压缩力138继而在140处施加到空气通路20中，以随着轮胎旋转引起通路的逐段塌陷(collapse)。不管轮胎是在图2A的逆时针方向136上旋转还是在图2B的顺时针方向133上旋转，都会出现空气通路的逐段塌陷。蠕动泵组件因而在操作中被认为是双向的或可逆的，以遍及360度的轮胎旋转在气流的前向或反向方向上将空气连续地泵送到轮胎腔26中。
[0067]随着轮胎在图2A或2B的前向和后向方向136、133上旋转，不管通路以分开的胎侧嵌入管道还是整体形成的空隙的形式，空气通路20都逐段变平。空气通路的逐段137的连续变平在与图2A和2B的轮胎旋转方向相反的方向142上移动。通路20的逐段连续变平使来自变平段的排泄空气在方向142上泵送至入口端口组件28，在该入口端口组件28的位置，空气被引导至轮胎腔。腔26内的空气压力因而维持在所期望的阈值压力。被入口端口组件28所接纳的空气被引入空气通路20，以补充泵送到轮胎腔中或者如果不需要则从泵组件再循环出来的空气，从而将轮胎压力维持在所期望的水平。
[0068]入口端口组件28包括调节器阀组件30和过滤的空气进入端口 32。在图3A至3C中示出了二通双向入口控制实施例。图3A表示在关闭位置的入口控制；图3B示出了入口控制打开，其中空气流逆时针移动和轮胎顺时针旋转；并且图3C示出了入口控制打开，其中气流顺时针移动和轮胎逆时针旋转。应意识到的是，系统是双向的，其中通路20内的气流随着轮胎旋转出现在两个方向上，并且其中通路20内的气流的方向由在前向或反向方向上旋转的轮胎规定。沿着通路20的泵送替代性地遍及轮胎的整个360度旋转出现在两个方向上。
[0069]过滤的空气进入端口 32位于轮胎胎侧12的外表面处，并且外部空气通过容纳在圆柱壳体36内的蜂窝(cellular)过滤器34被接纳到进入端口中。图3A示出了:处于关闭状况的组件，其中，防止来自轮胎外的空气进入进入端口 32 ;以及当轮胎腔26内的压力处于或高于调节的压力阈值Preg时将出现的状况。空气通路导管56从过滤器壳体36延伸至调节器阀组件30，并将入口空气传到阀组件。出口导管54将气流从调节器阀组件30传送至连接导管40，该连接导管40将气流传导到邻近并位于入口接头38的相对侧的被反向地导向的阀62、64中。如在此所使用地，“入口接头”指的是入口空气从组件28到直列式(inline)停止阀的上游侧的通路分支的地点。由图3A至3C、4A至4C和5A至示出了系统的替代性构造，其中，对于每种构造的入口接头将如对于不同的阀构造所说明地安置。
[0070]调节器阀组件30提供阀壳体42和驻留在圆柱或壳体室46内的阀活塞22。诸如弹簧48的偏压机构对活塞44施加偏压力(见图3B、3C中的箭头72)，以将活塞在缸46内向下偏压到如图3B和图3C所指示的“打开”或“轮胎填充”地点和位置。当腔26内的压力处于或高于Preg压力设定水平时,压力将克服弹簧48的偏压力，并将活塞在缸46内向上推入图3A的“关闭”或“不填充”地点和位置。活塞22设置有横过活塞体延伸的横向延伸的空气导管52。在图3A的“关闭”位置中，导管52相对于空气导管54、56错位，并且空气不能横过活塞流至导管54、56并从那里流至入口接头38。因此，在“关闭”位置中，防止气流到达入口控制接头38，由此防止气流到达阀62、64的上游侧。因而在阀组件30在图3A的关闭位置中时空气流预防进入通路20。
[0071]图3B示出了移至“打开”位置的阀组件30。“打开”位置轮胎在顺时针方向上旋转，以使得在逆时针方向上沿着通路20泵送空气。四个单向阀的构造被提供并如所示地定位。两个直列式阀62、64沿着导管40在入口接头38的相反侧上定位。两个直列式阀62、64沿着导管40在相反方向上打开，并且在阀62、64处于打开状况的情况下在这样的相应方向上传导气流。导管40在阀62、64的下游侧与空气通路20连接。径向延伸的出口导管通路58、60如所示从通路40与通路20的接合处延伸至轮胎腔26。沿着导管58、60分别是两个出口单向阀66、68。阀66、68取向成在朝着轮胎腔的方向上打开，以允许空气的流动通过阀66、68、沿着导管58、60并进入轮胎腔26。
[0072]单向阀62、64、66和68是市场上可买到的类型，诸如球形或隔膜止回阀或其他已知的阀构造。阀取向成当阀的上游侧的压力克服偏压弹簧并迫使球离开其阀座时所示的方向打开。当腔26内的空气压力Preg下降到低于所期望的压力阈值极限时，活塞44在由致动器弹簧48施加的偏压力下向下移动。活塞的移动使空气导管52横过活塞44与导管54、56对准，以允许入口空气从入口过滤器端口 32横过活塞导管52流动至入口控制接头38并流动至连接导管40。抵靠地面132顺时针旋转(见图2B)的轮胎使通路20相反于所产生的轮胎印迹134逐段塌陷。塌陷段产生真空，该真空继而由通过入口端口组件28吸入的在通路内的空气在逆时针方向142上的流动逐段重新填充。输入空气的逆时针流动迫使单向阀64打开，以允许空气在所示的逆时针方向上流入通路。空气围绕通路20循环。当气流到达导管40与径向出口导管60的接头时，该气流不能流过关闭的阀62，并且必须改为流动至出口阀68。气流迫使阀68打开并继续，以如由箭头70所指示地将空气输入到轮胎腔26中。当轮胎腔26内的空气压力达到所期望的预定水平时，抵御活塞44的轮胎压力将活塞迫入图3A的关闭位置，并且到腔的气流如先前所说明地中断。
[0073]如将从图3C所理解地，蠕动泵组件16的以上操作在反向轮胎旋转方向上相同地操作。在图2A和3C中，在轮胎于逆时针方向上旋转的情况下，在顺时针方向142上泵送空气。图3示出了处于这样的状况的入口端口组件28和调节器阀组件30。如果腔26内的压力低于预设的Preg水平，则活塞44被弹簧48偏压到所示的打开位置中。活塞导管52与导管54、56对准，并且气流被引导至接头40。随着重新填充通路20的排泄段，轮胎在逆时针方向上的旋转使空气的流动在顺时针方向74上。在顺时针方向上的气流打开单向阀62，并允许空气从导管40循环到通路20中。加压空气循环通过通路20并进入导管58，在该位置处，其抵御阀66被引导，从而打开阀，并从而如由图3C的箭头70所指示地通过阀66传到轮胎腔26。如同图3的情况一样，当气流到达导管40与径向出口导管58的接头时，该气流不能流过关闭的阀64，并且必须改为流动至出口阀66。迫使阀66打开的气流如由箭头70所指示地继续将空气输入到轮胎腔26中。当轮胎腔26内的空气压力达到所期望的预设水平时，抵御活塞44的轮胎压力将活塞迫入到图3A的关闭位置，并且到腔的气流如先前所说明地中断。
[0074]图4A至4C示出了其中调节器阀组件78是五通入口控制构造的替代性实施例。应意识到的是，替代性的阀构造可用于本发明的实践，并且系统不依赖于特定的阀的使用。在图4A中，阀在其中空气不输入到轮胎腔26中的关闭位置中。图4B示出了在轮胎在顺时针旋转方向和气流在逆时针方向上的情况下的在打开位置中的阀。图4C示出了在逆时针轮胎旋转和顺时针气流方向期间的在打开位置中的阀。如应意识到地，在图4A至4C所示的阀中，空气通过入口端口组件76到调节器阀组件78被允许到系统中。端口组件76包括过滤器入口端口 80和容纳在过滤器壳体84内的过滤器本体82。穿过过滤器82的空气经由入口导管86被弓I导至横向活塞导管88。在替代性实施例中，由入口导管86与活塞导管88的交叉形成的接头90位于活塞92内。与在第一实施例中一样，如果腔26内的空气压力低于预定的Preg水平，则活塞92被弹簧94偏压在由图4B和4C所表示的打开状况中。如果腔26内的空气压力处于或高于Preg水平，则腔空气压力克服偏压弹簧94，并使活塞92在缸98内向上移入图4A的关闭位置。在关闭位置中，没有空气泵送到腔中。
[0075]活塞的横向导管88在图4B和4C的开阀状况下与桥接导管100、102对准，并且当阀如图4A所示关闭时与桥接导管100、102错位。四个单向阀106、108、110和112被定位，阀108和110表示直列式阀，并且阀112和106表示出口阀。直列式阀108、110在离开接头90的相反方向上打开，并且出口阀112、106朝着轮胎腔26径向向内打开。出口阀112、106分别驻留在耦联至通路20的出口导管103、101内。导管103、101分别与桥接导管102、100相交并连接，并超出出口阀112、106继续径向向内延伸至轮胎腔26处的出口端22、24。
[0076]图4A至图4C的五通阀构造的操作与先前关于图3A至3C的二通阀所说明的类似地操作。图2B、4B示出了打开的调节器阀，其中轮胎顺时针旋转并引起通路20内的空气的逆时针的流动。通过输入阀组件76接纳的空气借助于导管86被引导至活塞92中的接头90。在接头90处，气流被禁止穿过关闭的阀108并打开阀110。气流在通路20内的方向114上循环，以进入导管101。导管101与桥接导管100的接头处的气流不能穿过关闭的阀108，并从而被引导至打开的阀106，以允许泵送气流进入轮胎腔26。
[0077]图2A和4C示出了调节器阀的操作，其中轮胎在逆时针方向136上旋转，以在顺时针填充方向118上泵送通路20内的气流。通路20中的气流118如所指示地被引导至轮胎腔26。阀在图2A和4C中的轮胎旋转方向和逆气流方向上的操作如以上所说明地进行。当轮胎腔26内的空气压力达到所期望的预设水平时，抵御活塞92的轮胎压力将活塞推入图3A的关闭(导管错位)位置，并且到腔的气流中断。腔26内低于预设的期望阈值水平的压力使活塞92移入图4B或4C的打开位置，并使空气在如由轮胎旋转的方向所规定而指示的方向上流入通路20。空气的泵送贯穿轮胎的360度的旋转，并且如所示不管轮胎(和车辆)在前向或反向方向上行进都出现。
[0078]图5A至示出了通过包含旁通阀120而变型的调节器阀组件78的第三替代性实施例。阀120是市场上可买到的类型的压力受控阀，该阀120被连接成当轮胎腔26内的压力超过Pset (预设)或Preg值时旁通止回阀106、112的开口。旁通阀120用于确保当腔内的空气压力处于或高于Pset压力阈值时，空气不能被引入轮胎腔26。旁通阀120定位成当腔26内的压力处于或高于Pset值时在任一方向上传导空气，由此使空气旁通到出口阀106、112，并防止更多的空气到腔中的引入。旁通阀120连接至横跨活塞92并在相反端连接至导管101、103的导管120。图5A示出了五通旁通调节器，其中腔压力低于Preg或Pset、轮胎在顺时针方向上旋转并且填充空气在逆时针方向上绕通路20旋转。应指出的是，在图5A至的旁通调节器实施例中，活塞92不在对于导管100、102的对准的打开取向与关闭的错位取向之间移动，而是在所有的填充模式中保持对准。
[0079]参考图5A，腔压力低于Pset，使得旁通阀120关闭。在旁通阀120关闭的情况下，调节器和空气通路18的操作如以上参考在图4B的状况下的第二实施例所说明地进行。图5A和图4B都表示轮胎的顺时针旋转、空气通过过滤器入口端口 80流动(箭头124)到系统中和空气在通路20内的逆时针流动(箭头126)。在图5B中，对于轮胎的逆时针旋转和顺时针填充方向，只要腔压力保持低于Preg，旁通阀120就继续保持关闭。沿着旁通导管的气流(箭头128)从而被关闭的阀126阻断。图5B中的气流和填充方向因而如先前在图4的调节器操作的相同类似状况下所说明地进行。图5B中在顺时针方向上循环的空气用于打开出口阀112，并在方向130上使空气进入轮胎腔。在图5C中，在腔压力处于或高于Preg阈值的情况下，在顺时针方向上循环的空气旁通出口阀106、112，以改为穿过打开的旁通阀120。阀106、112因而保持关闭，并且没有循环空气(箭头126)穿过阀106、112并进入轮胎腔。图示出了在轮胎的相反的顺时针旋转和逆时针气流路径期间的旁通调节器的操作。如同图5C的情况一样，图中的轮胎腔压力高于Preg，以使旁通阀126打开，并引导逆时针气流(方向箭头126)通过旁通阀路径而非打开并穿过出口阀106、112。因而排除到轮胎腔中的气流。旁通调节器从而确保当腔内的压力处于或者调节器处于或高于Preg设定阈值时、决不将空气推入轮胎腔。
[0080]从上应意识到的是，蠕动泵与调节器系统提供用于将轮胎腔内的空气压力保持在所期望的压力水平但不超过期望压力的压力的装置。泵组件16包括被包围在轮胎的弯曲区域内的细长环形空气通路20。空气通路20随着轮胎的弯曲区域穿过滚动的轮胎印迹而操作地逐段关闭和打开，以沿着空气通路泵送空气。泵组件还包括空气入口端口组件28，该空气入口端口组件28定位成在入口接头(38或90)处将外部空气引导到空气通路20中。一对直列式阀62、64 (或108、110)定位成在相反方向上将入口空气的流动引导到空气通路20中。一对出口阀66、68(或106、112)分别位于相应直列式阀的下游侧，出口阀引导入口空气的双向流动从相应直列式阀的下游侧朝着轮胎腔从其穿过并进入轮胎腔。
[0081]入口端口组件28还包括在空气入口端口与直列式阀的上游侧之间延伸并传到入口气流的控制导管。活塞44在阀弹簧致动器48的影响下操作，以便当轮胎腔内的空气压力高于阈值空气压力水平时中断通过控制接头38并且到直列式阀的上游侧的入口气流。直列式阀和出口阀通过空气通路内的由轮胎旋转的前向和反向方向支配的双向气流选择性地打开。[0082]尽管如在图3A至3C、图4A至4C和图5A至中指示了本发明的以上表述，但本发明不局限于所示的实施例。用于方向性的四个止回阀可在轮胎泵送通道20的任何地方，可附接至轮胎内衬表面25、可附接至调节器壳体的表面、或者如所示完全结合到调节器中。这样的变形在本领域的普通技术人员的认识内。类似地，尽管所示的实施例表示二通和五通调节器构造，但其他的实施例可在不偏离本发明的范围的情况下取代。如果需要，三通和四通调节器可取代。还应指出的是，在所示的调节器实施例中，调节器内的气流方向必须总是通过入口过滤器34，并且总是遵循与在调节器外的轮胎旋转相反。在旁通调节器实施例中还应理解的是，旁通导管连接将高压压缩空气送入轮胎的两个止回阀、出口阀106、112。在填充模式期间，只要轮胎腔内的空气压力低于Preg，就不允许空气流过旁通通路。空气因而被引导，以迫使出口止回阀打开并将空气送入轮胎。当轮胎达到所需压力时，允许空气流过旁通阀。空气因而绕通路20并通过调节器旁通通路循环，并且不被压缩。因而防止轮胎腔的过充。
[0083]可逆蠕动轮胎与泵组件为任何构造的空气泵通路而工作，并且为通路相对于轮胎达到360度的环形圆周的角度而工作。系统用于内置空气通路或基于固化后附接的管道的通路。直列式与出口止回阀可结合到调节器壳体设计中。可能有旁通(第三实施例)与入口控制(第一和第二实施例)调节器。此外，在气流路径的中间不会形成空气的死区(deadvolume)。相反地，气流路径是对称的，并且入口与出口可在不损害功能性的情况下可互换地交换。
[0084]根据在此提供的本发明的说明，可能有本发明的变体。尽管为了说明本发明已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显而易见的是，在不偏离本发明的范围的情况下可在其中做出各种变化和变型。因此，应理解的是，可在描述的如由所附权利要求所限定的本发明的完整预期范围内的特定的实施例中做出变化。
【权利要求】
1.一种空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，包括: 轮胎，其具有轮胎腔、分别从第一轮胎胎圈区域和第二轮胎胎圈区域延伸至轮胎胎面区域的第一胎侧和第二胎侧； 细长的大致环形空气通路，其被包围在所述轮胎的弯曲区域内，所述空气通路随着所述轮胎的所述弯曲区域穿过滚动的轮胎印迹而操作地逐段关闭和打开，以沿着所述空气通路泵送空气； 空气入口端口组件，其在入口空气通路接头处耦联至所述空气通路并与所述空气通路空气流动连通，所述空气入口端口组件能够操作以将来自所述轮胎外的入口空气引导到所述空气通路中； 一对大致直列式阀，其位于与所述入口端口组件空气流动连通的所述入口空气通路接头的相应相反侧上；所述直列式阀操作以在相应相反方向上选择性地打开，并使所述入口空气的流从上游阀侧传到下游阀侧并进入所述空气通路，以及 一对出口阀，每个出口阀定位成与相应直列式阀的下游侧空气流动连通，所述阀操作以选择性地打开并将所述入口空气的流从相应直列式阀的下游侧传导到所述轮胎腔。
2.根据权利要求1所述的空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，所述出口阀中的每个出口阀邻近并与相应直列式阀的下游侧成最接近的关系定位，并且其特征还在于，所述出口阀打开，以将空气的出口流动在大致径向方向上传导到所述轮胎腔。
3.根据权利要求2所述的空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，所述直列式阀和所述出口阀如由所述轮胎的替代性旋转方向所规定选择性地打开，并且其特征还在于，所述出口阀响应于所述直列式阀的相应下游侧处的空气压力而打开和关闭。
4.根据权利要求3所述的空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，所述控制阀装置包括在所述空气入口端口与所述`直列式阀的所述上游侧之间延伸并传导入口气流的控制导管，所述控制阀装置还包括控制阀致动器，以便当所述轮胎腔内的空气压力高于所述阈值空气压力水平时中断通过所述控制导管到所述直列式阀的入口空气流。
5.根据权利要求4所述的空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，所述控制阀致动器在打开位置与关闭位置之间移动，在所述打开位置中，通过所述控制导管进入所述直列式阀的空气流未被中断，并且在所述关闭位置中，通过所述控制导管进入所述直列式阀的气流被中断。
6.根据权利要求6所述的空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，所述阀致动器包括就座在阀壳体腔内的活塞，所述控制导管横过所述活塞横向延伸并与所述活塞一起在所述关闭位置与打开位置之间往复移动，在所述关闭位置中的所述活塞的所述控制导管具有与所述直列式阀的所述上游侧错位的取向，并且在所述打开位置中的所述活塞的所述控制导管具有与所述直列式阀的所述上游侧对准的取向。
7.一种空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，包括: 轮胎，其具有轮胎腔、分别从第一轮胎胎圈区域和第二轮胎胎圈区域延伸至轮胎胎面区域的第一胎侧和第二胎侧； 细长的大致环形空气通路，其被包围在所述轮胎的弯曲区域内，所述空气通路随着所述轮胎的所述弯曲区域穿过滚动的轮胎印迹而操作地逐段关闭和打开，以沿着所述空气通路泵送空气；空气入口端口组件，其在入口接头处耦联至所述空气通路，所述空气入口端口组件可操作以将来自所述轮胎外的入口空气引导到所述空气通路中； 一对大致直列式阀，其位于与所述入口端口组件空气流动连通的所述入口空气通路接头的相应相反侧上；所述直列式阀操作以在相应相反方向上选择性地打开，并使所述入口空气的流从上游阀侧传到下游阀侧并进入所述空气通路，以及 一对出口阀，每个出口阀定位成与相应直列式阀的下游侧空气流动连通，所述出口阀操作以选择性地打开并将所述入口空气的流从相应直列式阀的下游侧朝着所述轮胎腔引导； 其中，所述入口端口组件包括空气入口端口和空气压力调节器，所述空气压力调节器操作以响应于所述轮胎腔内的空气压力水平选择性地打开和关闭所述直列式阀；以及其中，所述空气压力调节器包括控制阀装置，所述控制阀装置操作以便当所述轮胎腔内的空气压力高于阈值空气压力水平时禁止入口空气进入所述空气通路的流动。
8.根据权利要求7所述的空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，所述控制阀装置包括在所述空气入口端口与所述直列式阀的所述上游侧之间延伸并传导入口空气流的控制导管，所述控制阀装置还包括控制阀致动器，以便当所述轮胎腔内的空气压力高于所述阈值空气压力水平时中断通过所述控制导管到所述直列式阀的入口气流。
9.根据权利要求14所述的空气保持轮胎与泵组件，其特征在于，所述阀致动器包括就座在阀壳体腔内的活塞，所述控制导管横过所述活塞横向延伸并与所述活塞一起在所述关闭位置与打开位置之间往复移动，在所述关闭位置中的所述活塞的所述控制导管具有与所述直列式阀的所述上游侧错位的取向，并且在所述打开位置中的所述活塞的所述控制导管具有与所述直列式阀的所述上游侧对准的取向，并且其特征还在于，所述直列式阀和所述出口阀通过所述空气通路内的空气流方向选择性地打开，并且其特征还在于，所述空气通路内的空气流方向是双向的`，并由所述轮胎的前向和反向旋转方向控制。
【文档编号】B60C23/00GK103522849SQ201310266077
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年6月28日 优先权日:2012年6月28日
【发明者】T.戈比纳思 申请人:固特异轮胎和橡胶公司