空气维持充气组件及轮胎的制作方法

专利名称：空气维持充气组件及轮胎的制作方法
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。轮胎的自然状态处于充气状态。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
根据本发明的一个方面，由沟槽侧壁限定的沟槽位于第一轮胎侧壁的弯曲区域内，该沟槽响应于第一侧壁弯曲区域在滚动轮胎印迹内的弯曲，在非变形状态和变形压缩状态之间逐段地变形。当沟槽在滚动轮胎印迹内逐段压缩时，位于侧壁沟槽内的空气管与沟槽侧壁接触接合并且逐段地弹性挤压和坍缩。一系列相邻突出脊从沟槽侧壁段延伸到沟槽空气通道中，所述突出脊可操作地定位用以改变施加在空气管上的压力，当空气管通过轮胎印迹随着轮胎逐段滚动时，所述突出脊增加空气管通道内的空气压力。在另一方面中，一系列突出脊沿着空气管通道以预定的间隔频率间隔开，其中突出脊的频率沿空气通道内的空气流动方向增加，因而脊起到对位于沟槽内的具有均匀尺寸的空气管施加可变的充气压力的作用。脊进一步起到在运行期间保持管在沟槽内处于其预期位置的作用。根据另一方面，出口装置沿着空气管定位，用于朝轮胎腔体引导来自空气管的空气，并且脊的间隔频率在朝向出口装置的方向上增加。在另一方面中，脊的幅度进一步有差异，脊的频率和幅度在朝向出口装置的方向上都增加，用以改变施加到空气管的压力并且因此增加流经管通道的空气压力。本发明提供以下技术方案
I. 一种轮胎组件，包括
轮胎，其具有轮胎腔体、第一侧壁和第二侧壁，所述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；
所述第一侧壁具有至少一个弯曲区域，所述至少一个弯曲区域在滚动轮胎印迹内在操作上弯曲；
侧壁沟槽，其由定位于所述第一轮胎侧壁的所述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在所述滚动轮胎印迹内的弯曲，在非变形状态和变形压缩状态之间逐段地变形；
空气管，其定位于所述侧壁沟槽内与所述沟槽侧壁接触接合，所述空气管具有轴向空气通道，响应于在滚动轮胎印迹内通过沟槽侧壁抵靠空气管相应的逐段接合，所述轴向空气通道在膨胀截面构造和至少部分压扁截面构造之间逐段地弹性变形；
至少一个突出脊，其从沟槽侧壁段延伸到沟槽空气通道中，所述一个突出脊可操作地定位用以，当相对的空气管段滚动通过轮胎印迹时，接合空气管的相应的相对段并且将延伸通过所述空气管的相对段的所述空气通道的相应的相对段压缩为相对较小的截面尺寸。2.根据方案I所述的轮胎组件，其中所述突出脊包括环形肋，所述环形肋与侧壁一体化地形成并且沿着侧壁沟槽边缘的周边延伸。3.根据方案2所述的轮胎组件，其中进一步包括多个突出脊，所述多个突出脊沿着所述空气管通道以预定的间隔频率隔开。4.根据方案3所述的轮胎组件，其中所述多个突出脊的间隔频率沿所述空气通道内的空气流动方向增加。5.根据方案3所述的轮胎组件，其中相邻突出脊之间的间隔沿所述空气通道内 的空气流动方向减少。6.根据方案5所述的轮胎组件，其中进一步包括出口装置，所述出口装置沿着所述空气管定位，用以将空气从所述空气管朝所述轮胎腔体引导，并且其中所述空气流动方向在一个操作循环内朝向所述出口装置。7.根据方案3所述的轮胎组件，其中所述多个突出脊中的每一个具有进入到所述空气通道中的各自的突出幅度。8.根据方案7所述的轮胎组件，其中所述多个突出脊中的至少两个突出脊的各自的突出幅度相互有差异。9.根据方案8所述的轮胎组件，其中所述多个突出脊沿所述空气管内的所述空气流动方向各自的突出幅度增加。10.根据方案9所述的轮胎组件，其中所述突出脊的间隔频率沿所述空气通道内的空气流动方向增加。11.根据方案9所述的轮胎组件，其中相邻突出脊之间的间隔沿所述空气通道内的空气流动方向减小。12.根据方案11所述的轮胎组件，其中进一步包括出口装置，所述出口装置沿着所述空气管定位，用以将空气从所述空气管朝所述轮胎腔体引导，并且其中所述空气流动方向在一个操作循环内朝向所述出口装置。13.根据方案12所述的轮胎组件，其中所述空气管包括环形体，所述环形体基本上沿着所述轮胎第一侧壁的圆周延伸，并且所述侧壁沟槽是环形的并且位于所述第一轮胎侧壁的下区域内。14.根据方案13所述的轮胎组件，其中整体所述空气管基本上位于所述侧壁沟槽内。15. 一种轮胎组件，包括
轮胎，其具有轮胎腔体、第一侧壁和第二侧壁，所述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；
所述第一侧壁具有至少一个弯曲区域，所述至少一个弯曲区域在滚动轮胎印迹内在操作上弯曲；侧壁沟槽，其由定位于所述第一轮胎侧壁的所述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在所述滚动轮胎印迹内的弯曲，在非变形状态和变形压缩状态之间逐段地变形；
空气管，其定位于所述侧壁沟槽内与所述沟槽侧壁接触接合，所述空气管具有轴向空气通道，响应于在滚动轮胎印迹内通过沟槽侧壁抵靠空气管的相应的逐段接合，所述轴向空气通道在膨胀截面构造和至少部分压缩截面构造之间逐段地弹性变形；
多个相邻突出脊，其从沟槽侧壁段延伸到所述沟槽空气通道中，所述突出脊可操作地定位用以，当所述相对的空气管段滚动通过轮胎印迹时，依次接合所述空气管的相应的相对段并且将延伸通过所述空气管的相对段的所述空气通道的相应的相对段压缩为相对较小的截面尺寸。16.根据方案15所述的轮胎组件，其中所述突出脊各自包括环形肋，所述环形肋与所述侧壁一体化地形成并基本上沿着所述侧壁沟槽的周边延伸，并且所述多个突出脊沿着所述空气管通道以预定的间隔频率隔开。 17.根据方案16所述的轮胎组件，其中相邻突出脊之间的间隔在所述空气通道内的空气流动方向上减小。18.根据方案17所述的轮胎组件，其中进一步包括出口装置，所述出口装置沿着所述空气管定位，用以将空气从空气管朝所述轮胎腔体引导，并且其中所述空气流动方向在一个操作循环内朝向所述出口装置。19.根据方案15所述的轮胎组件，其中所述多个脊中的每一个均具有进入所述空气通道中的各自突出幅度，并且所述多个脊的所述突出幅度在所述空气管内的所述空气流动方向上增加。20.根据方案19所述的轮胎组件，进一步包括出口装置，所述出口装置沿着所述空气管定位，用以将空气从空气管朝所述轮胎腔体引导，并且其中所述空气流动方向在一个操作循环内朝向所述出口装置，并且其中所述相邻突出脊之间的所述间隔在所述空气通道内朝向所述出口装置的空气流动方向上减小。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〃表不轴向方向。"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，其没有优选的前进行进方向也不要求定位在车辆上特定的一个车轮位置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。
〃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。〃肋〃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力的小狭槽，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〃表示由具有形状交界的花纹沟限定的肋或块状元件。〃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I :轮胎及管组件的等轴测分解视图。图2 :轮胎/管组件的侧视图。图3A-3C :出口连接器的细节。图4A-4E :进口(过滤器)连接器的细节。图5A :轮胎随着空气运动(84)至腔体而旋转的侧视图。图5B :轮胎随着空气冲出过滤器而旋转的侧视图。图6A :从图5A截取的截面图。图6B :从图6A截取的侧壁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截取的侧壁在压缩状态下的管区域的放大细节。图8A :从图2截取的优选管和沟槽的放大细节。图SB :示出被压缩并且插入到沟槽中的优选管的细节。图8C :示出在沟槽的带肋区域处完全被插入沟槽的优选管的细节。图8D :被插入到带肋沟槽中的分解分段视图。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的“第一”肋轮廓区域。
图IOA :带有“第一”肋轮廓的沟槽的放大细节。图IOB :将管压入到“第一”肋轮廓中的放大细节。图11 :从图2截取的放大细节，示出位于出口至腔体连接器两侧的“第二”肋轮廓区域。图12A :带有“第二”肋轮廓的沟槽的放大细节。图12B :被压入到“第二”肋轮廓中的管的放大细节。图13A :管和沟槽细节的“第二”实施例的放大图。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 :管和沟槽细节的“第三”实施例的放大图。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 :管和沟槽细节的“第四”实施例的放大图。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。
具体实施例方式参照图1、2和6A，轮胎组件10包括轮胎12、蠕动泵组件14和轮胎轮辋16。轮胎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支撑如所示出的轮胎组件。轮胎具有传统结构，其具有一对侧壁30、32，该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。轮胎和轮辋封闭轮胎腔体40。如从图2和图3A、图3B、图3C、图6B以及图8A所看到的，蠕动泵组件14包括环形空气管42，该环形空气管封闭环形通道43。管42由诸如能够承受重复变形循环的塑料或橡胶复合物的弹性柔性材料形成，其中管经受外力变形成压扁状态，一旦除去外力，管就恢复到大体上圆形截面的原始状态。管的直径足以可操作地传递对此处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可操作的位置。在示出的构造中，管42具有细长的大体上椭圆形状的截面,具有相对的管侧壁44、46，所述相对的管侧壁从平坦的尾管端48延伸到弧形前导管端50。管42被构造成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具有在优选的3. 65mm到3. 8mm范围内的长度LI ；D1的优选宽度在2. 2mm到3. 8mm的范围内；D3的尾端优选宽度在0. 8mm到I. Omm范围内。突出的制动肋52、54均具有在0. 2mm到0. 5mm的优选范围内的曲率半径R2，并且每个肋位于如下位置处离尾管端48在I. 8mm到2. Omm的优选范围内的距离L3。管42的前导端50具有在I. Imm至I. 9mm范围内的半径Rl。管42内的空气通道43同样地具有大体上椭圆截面，该截面具有在2. 2mm至2. 3mm的优选范围内的长度L2 ；以及在0. 5mm至0. 9mm的范围内的优选宽度D2。管42的轮廓和几何构造适于插入到沟槽56中。沟槽56具有细长的大体上椭圆构造，其具有在3. 65mm至3. 8mm的优选范围内的长度LI,与管42的椭圆形状互补。沟槽56包括受限的较狭窄的入口通道58，该入口通道具有在0. 8mm至I. Omm的优选范围内的标称截面宽度D3。一对具有半圆形构造的沟槽的接纳肋的轴向制动槽60、62形成在沟槽56的相对两侧内，用于分别互补地接纳管的锁定肋52、54。槽60、62与沟槽入口通道58间隔约为在I. 8mm至2. Omm的范围内的距离L3。制动槽60、62均具有在0. 2mm至0. 5mm优选范围内的曲率半径R2。向内制动沟槽部分64被形成为具有在I. Imm至I. 9mm的优选范围内的曲率半径Rl和在2. 2mm至3. 8mm优选范围内的截面标称宽度Dl。如从图8D、图9、图IOA和图IOB最佳所示，轮胎进一步形成用以提供一个或多个压缩肋66，沿着沟槽56的周边延伸并且突出到沟槽56中。如将被解释的，肋66形成具有规定的节距、频率和位置的肋花纹。为了解释目的，七个压缩肋在示出的第一肋轮廓花纹中大体上用数字66表示，并且具体地用肋标号DO到D6表示。如将被解释的，肋DO到D6以优选序列和节距花纹形成，以便使通过管通道43的空气泵送更有效。肋66在花纹内均具有唯一且预定的高度和布置，并且如图8D中所示，以在0. 95mm至I. 6mm的优选范围内的半径R3 (图8A)向外伸入到沟槽56中。参照图I、图2、图3A-3C、以及图4A-E，蠕动泵组件14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大约180度。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，所述外联接件用于保持处于已装配条件下的空气管42的断开端内的导管。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、大体上弧形椭圆形体88、以及向外突出的纵向制动肋90。如此构造的壳体76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处连接到细长内套筒体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互补的椭圆截面的外部几何形状，并且包括一对制动肋100，所述一对制动肋沿着体96纵向地延伸。细长空气入口管101位于内套筒体96内并且包括相对的管端102和形成图案的进入孔104，该进入孔延伸到中心管通道中。外肋106、108将管端102固定到空气管42中，与出口装置70相对。如从图6A、图6B、图7A、图7B、图8A至图8D所理解到的，泵组件14包括空气管42、以及进口装置68和出口装置70，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42，泵组件14插入到沟槽56中。沟槽56位于轮胎的下侧壁区域处，并且当将轮胎12安装到轮辋16时，沟槽56将空气管42定位在轮辋凸缘端26的上方。图8B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SC所示，肋52、54对准在沟槽凹槽60、62内，并且管42的平坦外端48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就会弹性地恢复到打开状态，从而允许在充气操作时空气沿着管流动。参照图I、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位于环形空气管42的圆周内，大体上间隔180度。具有位于沟槽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被引入到轮胎中，并且起到将空气管通道43的与印迹120相对的一段压扁的作用，所述一段如以数字122所示。使通道43的那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。当轮胎继续沿着地面118在方向110上旋转时，在与轮胎旋转的方向110相反的方向上，管42将会逐段依次与轮胎印迹相对地被压扁或被挤压。管通道43的逐段依次压扁将会导致并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。空气将流经出口装置70并且流到轮胎腔体，如在130所示。如箭头130所表示，离开出口装置的空气被传送到轮胎腔体40并用于重新对轮胎充气至期望的压力水平。在2010年5月7日提交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内的空气压力降到预定的水平时调节流向腔体的空气流动，并且以引用方式并入此处。随着轮胎在方向110上的旋转，压扁的管段由沿着如图5A所示的方向114流入到进口装置68中的空气依次重新填充。流入到进口装置68中然后流入到管通道43中的空气流入继续，直至出口装置70，随着轮胎旋转110如所示出的沿逆时针方向旋转，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。在所示位置中，通过压缩力124，管42继续与轮胎印迹相对地依次逐段被压扁。空气沿顺时针方向116被抽到进口装置68，在该进口装置处，空气被排泄或排出轮胎外侧。来自进口装置68的如以128所示的排出空气的通道通过过滤器套筒92，该套筒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中的空气流因此被去除了残渣或颗粒。在空气的排出或逆流方向128上，套筒92被除去了在多孔介质内捕集、累积的残渣或颗粒。随着抽吸的空气排出入口装置68，出口装置处于关闭位置并且空气不流向轮胎腔体。当轮胎进一步沿逆时针方向110旋转直至进口装置44经过轮胎印迹120 (如图5A中所示)时，空气流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。轮胎腔体内的空气压力因此被维持在期望的水平。图4B示出当轮胎沿方向110旋转时管42被逐段压扁。压扁段134从印迹开始旋转时沿逆时针方向移动，同时相邻段132移动到与与轮胎印迹相对并且被压扁。因此，可以看出挤压或压扁管段的前进使空气朝出口装置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，轮胎内的来自印迹区域的压缩力被除去，并且当该段用来自通道43的空气重新填充时，则该段自由弹性地重构到未压扁状态。图7A和图7B示出了处于压扁状态的管42的一段，而图6A和图6B则示出在离开与轮胎印迹相对的位置之前和之后处于膨胀的未压平的构造的管段。在原始的未压扁构造中，管段42的截面恢复大体上椭圆形状。上述循环针对每次轮胎旋转重复出现，每次旋转一半导致抽吸的空气进入轮胎腔体，并且旋转的一半将抽吸的空气返回导出进口装置过滤器套筒92从而使过滤器自净。应理解，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，但是主题轮胎组件及其蠕动泵组件14也将以相似的方式沿反向旋转方向(顺时针)工作。蠕动泵因此是双向的并且当轮胎组件沿向前旋转方向或反向旋转方向移动时同等地运行。空气管组件14的优选位置如图5A、图5B、图6A、图6B、图7A和图7B所示。管42位于轮胎12侧壁30的下区域内的沟槽56内。如此定位的管42的通道43通过压缩应变关闭，使侧壁沟槽56在滚动轮胎印迹内弯曲，如上所述。管42在侧壁30中的定位为用户提供布置自由度并且避免管42和轮辋16之间的接触。管42在侧壁沟槽56中的较高布置利用了当侧壁经过轮胎印迹以接近管时侧壁的该区域的高变形特征。将参照图8A至图8D、图9、图IOA和图IOB来解释沟槽侧壁的构造和操作，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。在所示的实施例中，脊或肋大体上以数字66表示并且单独以DO至D6表示。沟槽56优选沿着轮胎侧面在圆周方向具有均匀的宽度，模制到沟槽中的脊DO至D6形成为以预定的序列、模式或阵列伸入到沟槽56中。脊DO至D6起到保持管42在沟槽56内在其优选定向上并且还对管42施加可变的顺序的压缩力。如先前所解释的，优选地通过将沟槽56的入口通道机械地展开D3而开始的程序来将均匀尺寸的泵管42放置在沟槽56内。然后，将管42插入到沟槽扩大的开口内。其后，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保持在沟槽的内侧。因此，纵向锁定肋52、54被捕获到纵向沟槽60、62中。结果，锁定肋52、54工作从而将管42锁定在沟槽56的内侧，且防止在轮胎运行期间管从沟槽的不期望的脱出。可替代地，如果期望如此，可将管42挤压插入到沟槽56中。泵管42，具有均匀的宽度尺寸和几何形状，能够大量制造。此外，均匀尺寸的泵管42缩短总装配时间、降低材料成本以及管库存的复杂性。从可靠性方面看，这带来较少的错误机会。伸入到沟槽56中的周边的突出脊DO至D6朝向由出口装置70表示的管42的进口通道端在频率上(每轴向沟槽单位长度的脊的数量)增加。每个脊DO至D6具有在0. 15mm至0. 30mm的优选范围内的共同的半径尺寸R4。脊DO和Dl之间的间距最大，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完全消除为止。虽然示出了七个脊，但是如果需要，则可以沿着沟槽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中的脊用于双重目的。第一，脊DO至D6接合管42并且防止管42在轮胎运行期间沿着沟槽56从管的预期位置迁移或“走动”。第二，如上所解释的，当轮胎通过其旋转充气循环旋转时，脊DO至D6起到更大程度地压缩管42的与每个脊相对的那一段的作用。侧壁的挠曲显示压缩力通过每个脊DO至D6，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，将更大程度地收缩与这样的脊相对的管段。如图IOA和图IOB中所示，当脊的频率在空气流动方向上增加时，管通道43的收缩逐渐发生，直到通道收缩到以数字136表示的尺寸为止，逐渐减少空气体积并且增加压力。因此，在脊存在的情况下，管沟槽56提供了在构造成沿管具有均匀尺寸的泵管42内可变的泵送压力。因此，侧壁沟槽56可以被说成构成可变压力泵沟槽，其起到对位于沟槽内的管施加可变压力的作用。应理解，泵送压力变化的程度将由沟槽56内的节距或脊频率以及相对于管通道43的直径尺寸所展开的脊的幅度来确定。脊幅度相对于管通道直径越大，在与脊相对的管段中空气体积减少更多，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以及两侧上的空气流入装置70的方向。图11示出第二替代肋轮廓区域，该区域位于出口至腔体连接器装置70的两侧。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，替代实施例中的脊或肋DO至D6的频率模式类似于以上参考图10AU0B所描述的频率模式，但是每个肋还形成为具有独特的各自的幅度。每个肋DO至D6具有大体上半圆形截面，所述半圆形截面分别具有各自的曲率半径Rl至R7。脊或肋DO至D6的曲率半径的变化在优选示例性范围内A =0. 02至0. 036mm。脊的数量以及每个脊的各自半径可被构造成在以上优选范围之外，以在必要时适应特殊尺寸偏好或应用。曲率半径在空气流动方向上的增加导致肋DO至D6以渐增的幅度和渐增的程度朝出口装置70伸入到管通道43中。因此，通道43将朝出口装置收缩到较窄的区域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以及从出口装置70进入到轮胎腔体中的优选期望空气流压力所需的管更小。更小尺寸的管42，允许在轮胎内使用更小的沟槽56，在经济上和功能上是合乎需要的，从而在轮胎侧壁内产生最小的结构不连续性。图13A至图13C示出管42和沟槽56的第二实施例细节，其中在图8A至图8C实施例中的制动肋90由于肋和沟槽的修改而被消除。在图13A至图13C的第二实施例中，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优选范围内的标注尺寸 Dl=2. 2mm 至 3. 8mm;
D2=0. 5mm 至 0. 9mm;
D3=0. 8mm 至 I. 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以上范围是优选示例性值，如果需要，则这些值可以被修改以适应具体尺寸偏好、轮胎几何形状、或轮胎应用。如图所示，管42的外部构造包括邻接端表面48的斜表面138、140 ;分别邻接斜表面138、140的平行并且相对的直中间表面142、144 ;以及邻接中间表面的圆弧前端或前表面146。如图13B和图13C所见，管42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的收缩开口起到将管42牢固地保持在沟槽56内的作用。图14A至图14C示出管42和沟槽56的构造的第三替代实施例。图14A是第三实施例细节的放大图；图14B示出第三实施例的管42被压缩并且插入到沟槽56中的细节视图；而图14C示出管42完全插入到沟槽56中的细节视图。管42具有大体椭圆截面，插入到类似构造的沟槽56中。沟槽56形成为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的第三实施例中，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优选范围内的标注尺寸
Dl=2. 2mm 至 3. 8mm;
D2=0. 5mm 至 0. 9mm;
D3=0. 8mm 至 I. 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
以上范围是优选示例性值，如果需要，则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示出管42和沟槽56的构造的第四替代实施例。图15A是第四实施例细节的放大图；图15B示出第四实施例的管42被压缩并且插入到沟槽56中的细节视图；而图15C示出管42完全插入到沟槽56中的细节视图。管42具有大体上抛物线截面，插入到类似构造的沟槽56中。沟槽56形成为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。脊66 —旦管被插入到沟槽56中就与管42接合。在图15A至图15C的第四实施例中，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优选范围内的标注尺寸
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以上范围是优选示例性值，如果需要，则可以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，本发明提供了用于轮胎空气维持的双向蠕动泵。环形空气管42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以自净式提供装置68。出口装置70采用阀门单元(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在轮胎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可结合具有传统构造的二级轮胎压力监测系统(TPMS)(未示出)使用，所述TPMS用作系统故障检测器。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。轮胎空气维持系统进一步包含可变压力泵沟槽56，该可变压力泵沟槽被构造成具有一个或多个向内定向的脊或肋，所述脊或肋接合并且压缩与这一段(或多段)肋相对的空气管42的一段。肋系列的节距或频率优选朝出口装置70增加，从而通过压缩管42逐渐减少通道43内的空气体积。空气体积的减少增加了管通道43内的空气压力，并且因此有利于空气更加有效地从管流进轮胎腔体。管压力的增加通过沟槽56的肋66与管42接合而实现，并且管42沿着管长度具有均匀的尺寸。因此，管42可由均匀尺寸和相对较小的尺寸制成，而不会对维持轮胎空气压力所需的流向轮胎腔体的空气的流动压力造成折衷。脊66的节距和幅度均可以变化从而更好地实现在管通道内的想要的压力增加。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，这将在如下面所附的权利要求所限定的本发明的全部想要的范围内。
权利要求
1.一种轮胎组件，其特征在于包括 轮胎，其具有轮胎腔体、第一侧壁和第二侧壁，所述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； 所述第一侧壁具有至少一个弯曲区域，所述至少一个弯曲区域在滚动轮胎印迹内在操作上弯曲； 侧壁沟槽，其由定位于所述第一轮胎侧壁的所述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在所述滚动轮胎印迹内的弯曲，在非变形状态和变形压缩状态之间逐段地变形； 空气管，其定位于所述侧壁沟槽内与所述沟槽侧壁接触接合，所述空气管具有轴向空气通道，响应于在滚动轮胎印迹内通过沟槽侧壁抵靠空气管的相应的逐段接合，所述轴向空气通道在膨胀截面构造和至少部分压扁截面构造之间逐段地弹性变形； 至少一个突出脊，其从沟槽侧壁段延伸到沟槽空气通道中，所述一个突出脊可操作地定位用以，当相对的空气管段滚动通过轮胎印迹时，接合空气管的相应的相对段并且将延伸通过所述空气管的相对段的所述空气通道的相应的相对段压缩为相对较小的截面尺寸。
2.根据权利要求I所述的轮胎组件，其特征在于所述突出脊包括环形肋，所述环形肋与侧壁一体化地形成并且沿着侧壁沟槽边缘的周边延伸。
3.根据权利要求2所述的轮胎组件，其特征在于进一步包括多个突出脊，所述多个突出脊沿着所述空气管通道以预定的间隔频率隔开。
4.根据权利要求3所述的轮胎组件，其特征在于所述多个突出脊的间隔频率沿所述空气通道内的空气流动方向增加。
5.根据权利要求3所述的轮胎组件，其特征在于相邻突出脊之间的间隔沿所述空气通道内的空气流动方向减少。
6.根据权利要求3所述的轮胎组件，其特征在于所述多个脊中的每一个具有进入到所述空气通道中的各自的突出幅度。
7.根据权利要求6所述的轮胎组件，其特征在于所述多个脊中的至少两个脊的各自的突出幅度相互有差异。
8.根据权利要求7所述的轮胎组件，其特征在于所述多个突出脊沿所述空气管内的所述空气流动方向各自的突出幅度增加，所述突出脊的间隔频率沿所述空气通道内的空气流动方向增加，并且相邻突出脊之间的间隔沿所述空气通道内的空气流动方向减小。
9.一种轮胎组件，其特征在于包括 轮胎，其具有轮胎腔体、第一侧壁和第二侧壁，所述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； 所述第一侧壁具有至少一个弯曲区域，所述至少一个弯曲区域在滚动轮胎印迹内在操作上弯曲； 侧壁沟槽，其由定位于所述第一轮胎侧壁的所述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在所述滚动轮胎印迹内的弯曲，在非变形状态和变形压缩状态之间逐段地变形； 空气管，其定位于所述侧壁沟槽内与所述沟槽侧壁接触接合，所述空气管具有轴向空气通道，响应于在滚动轮胎印迹内通过沟槽侧壁抵靠空气管的相应的逐段接合，所述轴向空气通道在膨胀截面构造和至少部分压缩截面构造之间逐段地弹性变形； 多个相邻突出脊，其从沟槽侧壁段延伸到所述沟槽空气通道中，所述突出脊可操作地定位用以，当相对的空气管段滚动通过轮胎印迹时，依次接合所述空气管的相应的相对段并且将延伸通过所述空气管的相对段的所述空气通道的相应的相对段压缩为相对较小的截面尺寸。
10.根据权利要求9所述的轮胎组件，其特征在于所述突出脊各自包括环形肋，所述环形肋与所述侧壁一体化地形成并基本上沿着所述侧壁沟槽的周边延伸，并且所述多个突出脊沿着所述空气管通道以预定的间隔频率隔开并且相邻突出脊之间的间隔在所述空气通道内的空气流动方向上减小。
全文摘要
本发明涉及空气维持充气组件及轮胎。沟槽位于第一轮胎侧壁的弯曲区域内并且在滚动轮胎印迹内逐段变形。当沟槽在滚动轮胎印迹内逐段压缩时，位于侧壁沟槽内的空气管与沟槽侧壁接触接合并且逐段地弹性挤压和坍缩。一系列相邻的突出脊从沟槽侧壁段延伸到沟槽空气通道中，所述突出脊可操作地定位用以改变施加在空气管上的压力，当空气管随着轮胎逐段滚动通过轮胎印迹时，所述突出脊增加空气管通道内的空气压力。所述一系列的突出脊被构造成在空气通道内的空气流动方向上具有可变的幅度和/或间隔频率，以增加施加到空气管上的压力以及经流通过管通道的空气的空气压力。
文档编号B60C11/00GK102862446SQ20121023316
公开日2013年1月9日 申请日期2012年7月6日 优先权日2011年7月8日
发明者A.I.德尔加多 申请人:固特异轮胎和橡胶公司