用于自充氣輪胎的緊湊型閥系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】公開了一種具有輪胎腔的輪胎，其中，所述輪胎具有包括泵通道的雙向泵組件，該泵通道具有入口端和出口端，并且操作用于允許在輪胎底印附近的泵通道的一部分基本上打開和關(guān)閉泵通道。所述輪胎包括具有閥殼體的閥組件，其中，隔膜安裝在形成內(nèi)室的閥殼體中，并且其中，隔膜響應(yīng)于輪胎腔的壓力。內(nèi)室具有與外部空氣流體連通的入口以及與泵通道的入口和出口流體連通的出口。隔膜定位在出口上方并且操作以打開和關(guān)閉出口。彈性構(gòu)件將隔膜偏置到打開位置中。
【專利說明】用于自充氣輪胎的緊湊型閥系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明大體上涉及自充氣輪胎，并且更具體地涉及用于這種輪胎的泵機構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]正常的空氣擴散使輪胎壓力隨時間降低。輪胎的正常狀態(tài)處于充氣不足。相應(yīng)地，駕駛員必須反復動作以維持輪胎壓力，否則駕駛員將會看到降低的燃料經(jīng)濟性、輪胎壽命以及降低的車輛制動和操縱性能。已經(jīng)提出輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)以在輪胎壓力顯著低時警告駕駛員。然而，這樣的系統(tǒng)仍然依賴于駕駛員在被警告時采取補救措施以將輪胎再充氣到建議的壓力。因此，期望在輪胎內(nèi)并入將使輪胎自充氣的自充氣特征件，以便于在無需駕駛員干預的情況下補償輪胎壓力隨時間的任何下降。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明在第一方面中提供了一種具有泵和閥組件的輪胎。該輪胎具有輪胎腔、分別從第一輪胎卷邊區(qū)域和第二輪胎卷邊區(qū)域延伸到輪胎胎面區(qū)域的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁。該閥組件具有閥殼體，該閥殼體具有內(nèi)室，其中，隔膜安裝在內(nèi)室中，并且其中，隔膜具有與輪胎腔流體連通的第一側(cè)面和與內(nèi)室流體連通的第二側(cè)面。泵具有泵通道，該泵通道具有第一和第二端，其中，泵通道定位在輪胎中以在輪胎旋轉(zhuǎn)時打開和關(guān)閉。內(nèi)室具有與外部空氣流體連通的入口以及與泵通道的第一和第二端流體連通的出口。隔膜定位在出口上方并且操作以打開和關(guān)閉所述出口。彈簧定位在閥殼體的內(nèi)室中，并且操作以將隔膜偏置在打開位置中，其中，泵的所述第二端與輪胎腔流體連通。
[0004]本發(fā)明在第二方面中提供了一種具有雙向泵和閥組件的輪胎。該輪胎具有輪胎腔、分別從第一輪胎卷邊區(qū)域和第二輪胎卷邊區(qū)域延伸到輪胎胎面區(qū)域的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁；
輪胎具有泵通道，所述泵通道具有第一端和第二端并且操作以便在輪胎在第一方向或與所述第一方向相對的第二方向上旋轉(zhuǎn)時允許在輪胎底印附近的泵通道的一部分關(guān)閉和打開泵通道，
閥組件具有閥殼體和內(nèi)室，其中，隔膜安裝在內(nèi)室中，并且其中，隔膜具有與輪胎腔的壓力流體連通的第一側(cè)面；
所述內(nèi)室具有與外部空氣流體連通的入口以及與第一室和第二室流體連通的出口 ； 其中，所述隔膜定位在出口上方并且操作以打開和關(guān)閉出口 ；
其中，彈性構(gòu)件將隔膜偏置到打開位置中；
其中，所述第一室具有定位在其中的單向閥，并且所述第一室的出口與泵通道第一端流體連通；
其中，所述第二室具有定位在其中的單向閥，并且第二室的出口與泵通道第二端流體連通；
其中，閥殼體還包括第三室，其中，第三室與泵第一端和輪胎腔流體連通； 其中，單向閥定位在第三室中，其中，第三室位于泵第一端和輪胎腔之間。
[0005]定義
輪胎的“高寬比”表示其截面高度(SH)與其截面寬度(SW)的比率乘以百分之百來表示為百分比。“不對稱胎面”表示具有關(guān)于輪胎的中心面或赤道平面EP不對稱的胎面花紋的胎面。
[0006]“軸向的”和“軸向地”表示平行于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線的線或方向。
[0007]“卷邊包布”是圍繞輪胎卷邊外側(cè)放置的窄帶材料，用于保護簾布層免受磨損和被輪輞切割并且分散輪輞上方的撓曲。
[0008]“周向的”表示垂直于軸向、沿環(huán)形胎面表面的周邊延伸的線或方向。
[0009]“赤道中心平面(CP) ”表示垂直于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線并經(jīng)過胎面中心的平面。
[0010]“底印(footprint)”表示輪胎胎面在零速度及標準負載和壓力下與平坦表面的接地面積或接觸面積。
[0011]“內(nèi)側(cè)面”表示當輪胎安裝在車輪上并且車輪安裝在車輛上時最靠近車輛的輪胎側(cè)面。
[0012]“橫向的”表示軸向方向。
[0013]“橫向邊緣”表示在標準負載和輪胎充氣情況下測量的、與軸向最外側(cè)的胎面接地面積或底印相切的線，這些線平行于赤道中心平面。
[0014]“凈接觸面積”表示圍繞胎面整個圓周的橫向邊緣之間的接地胎面元件的總面積除以橫向邊緣之間的整個胎面的總面積。
[0015]“非定向胎面”表示這樣一種胎面，其沒有優(yōu)選的向前行進方向并且也不要求定位在車輛上特定的一個或多個車輪位置來保證胎面花紋與優(yōu)選的行進方向?qū)R。相反地，定向胎面花紋具有需要特定車輪定位的優(yōu)選行進方向。
[0016]“外側(cè)面”表示當輪胎安裝在車輪上并且車輪安裝于車輛上時最遠離車輛的輪胎側(cè)面。
[0017]“通道”表示在輪胎中一體化地形成的路徑或在輪胎中插入的形成泵的離散管。
[0018]“蠕動的”表示通過沿通道推動諸如空氣的內(nèi)含物的波狀收縮操作。
[0019]“徑向的”和“徑向地”表示在徑向上朝著或遠離輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線的方向。
[0020]“花紋條”表示在胎面上周向延伸的橡膠條，其被至少一個周向花紋溝以及第二個這種花紋溝或橫向邊緣中任一個所限定，該條在橫向上未被全深度花紋溝分開。
[0021]“花紋細縫”表示模制到輪胎胎面元件中、細分胎面表面并提高牽引力的小狹槽，細縫通常在寬度上窄并且在輪胎底印內(nèi)閉合，與輪胎底印中保持敞開的花紋溝相反。
[0022]“胎面元件”或“牽引元件”表示由具有形狀相鄰花紋溝限定的花紋條或塊狀元件。
[0023]“胎面弧寬”表示在胎面的橫向邊緣之間測量的胎面的弧長度。
[0024]本發(fā)明還包括如下方案:
1.一種具有泵和閥組件的輪胎，包括:
a.所述輪胎具有輪胎腔、以及分別從第一和第二輪胎卷邊區(qū)域延伸到輪胎胎面區(qū)域的第一和第二側(cè)壁；
b.所述閥組件具有閥殼體，所述閥殼體具有內(nèi)室，其中，隔膜安裝在所述內(nèi)室中，并且其中，所述隔膜具有與所述輪胎腔流體連通的第一側(cè)面和與所述內(nèi)室流體連通的第二側(cè)面；
C.所述泵具有泵通道，所述泵通道具有第一和第二端，其中，所述泵通道定位在所述輪胎中以在所述輪胎旋轉(zhuǎn)時打開和關(guān)閉；
d.所述內(nèi)室具有與外部空氣流體連通的入口室以及與所述泵通道的所述第一和第二端流體連通的中心端口，
e.所述隔膜定位跨過所述中心端口且操作以打開和關(guān)閉所述中心端口；
f.其中，彈簧定位在所述閥殼體的所述內(nèi)室中，并且操作以將所述隔膜偏置在打開位置中；
g.其中，所述泵與所述輪胎腔流體連通。
[0025]2.根據(jù)方案I所述的輪胎，其中，單向閥定位在所述中心端口的所述出口的下游和所述泵通道的所述第一端的上游。
[0026]3.根據(jù)方案I所述的輪胎，其中，單向閥定位在所述泵的第一端和所述輪胎腔之間。
[0027]4.根據(jù)方案I所述的輪胎，其中，單向閥定位在所述泵的第二端和所述輪胎腔之間。
[0028]5.根據(jù)方案I所述的輪胎，其中，單向閥定位在所述泵的第二端和所述中心端口的所述出口之間。
[0029]6.根據(jù)方案I所述的輪胎，其中，過濾器組件與所述閥組件的所述入口室流體連通。
[0030]7.根據(jù)方案I所述的輪胎，其中，具有上表面的控制板抵靠所述隔膜的所述第二側(cè)面定位，并且其中，所述彈簧接合所述控制板。
[0031]8.一種具有雙向泵和閥組件的輪胎，包括:
a.所述輪胎具有輪胎腔、分別從第一和第二輪胎卷邊區(qū)域延伸到輪胎胎面區(qū)域的第一和第二側(cè)壁；
b.所述輪胎具有泵通道，所述泵通道具有第一端和第二端并且操作以便在所述輪胎在第一方向或與所述第一方向相對的第二方向上旋轉(zhuǎn)時允許所述泵通道在輪胎底印附近的部分基本上關(guān)閉和打開所述泵通道，
c.所述閥組件具有閥殼體和內(nèi)室，其中，隔膜安裝在所述內(nèi)室中，并且其中，所述隔膜具有與所述輪胎腔的壓力流體連通的第一側(cè)面；
d.所述內(nèi)室具有與外部空氣流體連通的入口室以及與第一室和第二室流體連通的中心端口 ；
e.其中，所述隔膜定位在所述中心端口上方并且操作以打開和關(guān)閉所述中心端口；
f.其中，彈性構(gòu)件將所述隔膜偏置到所述打開位置中；
g.其中，所述第一室具有定位在其中的單向閥，并且所述第一室的出口與所述泵通道的第一端流體連通；
h.其中，所述第二室具有定位在其中的單向閥，并且所述第二室的出口與所述泵通道的第二端流體連通；
1.其中，所述閥殼體還包括第三室，其中，所述第三室與所述泵的第一端和所述輪胎腔流體連通； J.其中，單向閥定位在所述第三室中，其中，所述第三室位于所述泵的第一端和所述輪胎腔之間。
[0032]9.根據(jù)方案8所述的輪胎，其中，所述閥殼體具有與泵通道的第一端流體連通的第四室，所述第四室具有定位在其中的單向閥，其中，所述第四室的出口與所述輪胎腔流體連通。
[0033]10.根據(jù)方案8所述的輪胎，其中，所述第一室的所述單向閥防止流進入所述內(nèi)室。
[0034]11.根據(jù)方案8所述的輪胎，其中，所述第二室的所述單向閥防止流進入所述內(nèi)室。
[0035]12.根據(jù)方案8所述的輪胎，其中，所述第三室的所述單向閥防止來自所述輪胎腔的流進入所述泵通道。
[0036]13.根據(jù)方案8所述的輪胎，其中，所述第四室的所述單向閥防止來自所述輪胎腔的流進入所述泵通道。
[0037]14.根據(jù)方案8所述的輪胎，其中，過濾器定位在所述外部空氣和第三孔之間。
[0038]15.根據(jù)方案8所述的輪胎，其中，所述閥殼體具有環(huán)形通道，所述環(huán)形通道將來自所述第三室的出口的流導引至第四室的出口。
[0039]16.根據(jù)方案8所述的輪胎，其中，所述閥殼體具有半圓形通道，所述半圓形通道將來自所述中心端口的流導引至所述第一和第二室的所述入口。
[0040]17.根據(jù)方案8所述的輪胎，其中，所述閥殼體的底部具有多個凹槽。
[0041]18.根據(jù)方案8所述的輪胎，其中，所述閥殼體具有上板，并且所述殼體的底部具有一個或多個凹槽，其中，所述上板坐落跨過所述凹槽，形成將流從一個位置導引至另一位置的一個或多個通道。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0042]將以舉例方式并且參照附圖描述本發(fā)明，在附圖中:
圖1是示出泵和閥組件的輪胎和車輪組件的前視圖；
圖2示出在輪胎旋轉(zhuǎn)期間操作中的圖1的輪胎和車輪組件；
圖3是包括泵的輪胎的卷邊區(qū)域的放大剖視圖；
圖4是示出泵被壓縮在輪胎卷邊區(qū)域中的放大剖視圖；
圖5A是顯示具有本發(fā)明的緊湊型閥系統(tǒng)和過濾器組件的卷邊區(qū)域的剖視圖；
圖5B是圖5A的緊湊型閥系統(tǒng)在方向5B-5B上的放大視圖；
圖6是從輪胎內(nèi)部觀察的緊湊型閥系統(tǒng)的側(cè)透視圖；
圖7是本發(fā)明的緊湊型閥系統(tǒng)和泵的示意圖；
圖8是顯示將插件移除的緊湊型閥系統(tǒng)的側(cè)透視圖；
圖9是固持器和上板的分解圖；
圖1OA是固持器的俯視圖；
圖1OB是在圖1OA的方向10B-10B上的固持器的剖視圖；
圖1OC是在圖1OA的方向10C-10C上的固持器的剖視圖；
圖1OD是在圖1OA的方向10D-10D上的固持器的剖視圖； 圖1OE是在圖1OD的方向10E-10E上的固持器的剖視圖；
圖11是緊湊型閥系統(tǒng)和過濾器組件的分解圖；
圖12a是流量控制器的俯視圖；
圖12b是在方向12b-12b上的流量控制器的剖視圖；
圖12c是在方向12c-12c上的流量控制器的剖視圖；
圖12d是在方向12d-12d上的流量控制器的剖視圖；
圖13A是入口控制閥的俯視圖；
圖13B是在圖13A的方向13b-13b上的入口控制閥的剖視圖；
圖13C是在圖13A的方向13c-13c上的入口控制閥的剖視圖；
圖13D是在圖13B的方向13d-13d上的入口控制閥的剖視圖；
圖13E是在圖13A的方向13e-13e上的入口控制閥的剖視圖；
圖13F是在圖13A的方向13f-13f上的入口控制閥的剖視圖；
圖14A是顯示不帶有插件的緊湊型閥系統(tǒng)的俯視圖；
圖14B是圖14A的緊湊型閥系統(tǒng)在方向14b-14b上的剖視圖；
圖14C是圖14A的緊湊型閥系統(tǒng)在方向14c-14c上的剖視圖；
圖14D是圖14A的緊湊型閥系統(tǒng)在方向14d-14d上的剖視圖；以及圖14E是圖14A的緊湊型閥系統(tǒng)在方向14e-14e上的剖視圖。

【具體實施方式】
[0043]參看圖1和3，輪胎組件10包括輪胎12、蠕動泵組件14和輪胎車輪16。輪胎以常規(guī)方式安裝到車輪的輪輞，車輪具有鄰近外輪輞凸緣22定位的輪輞安裝表面18。外輪輞凸緣22具有外輪輞表面26。如圖所示，環(huán)形輪輞主體28連接輪輞凸緣22并且支撐輪胎組件。輪胎具有常規(guī)構(gòu)造，具有從相對的卷邊區(qū)域34延伸至胎冠或輪胎卷邊區(qū)域38的一對側(cè)壁32。輪胎和輪輞包封內(nèi)部輪胎腔40。
[0044]如圖1所示，泵組件14包括泵通道42，其安裝或定位在輪胎的側(cè)壁區(qū)域中，優(yōu)選地在卷邊區(qū)域附近。泵通道42可由諸如塑料、彈性體或橡膠化合物的有回彈力的撓性材料制成的離散管形成，并且在管經(jīng)受外力而變形到壓扁狀態(tài)和在移除這種力之后返回到初始狀態(tài)時能夠承受反復的變形循環(huán)。管的直徑足以操作性地傳遞對本文所描述的目的來說足夠的空氣體積，并且允許將管定位在如將被描述的輪胎組件內(nèi)的操作的位置。優(yōu)選地，管具有橢圓形橫截面形狀，但可以利用諸如圓形的其它形狀。
[0045]泵通道自身也可在硫化期間一體地形成到輪胎的側(cè)壁中，從而消除對插入的管的需求。一體地形成的泵通道優(yōu)選地通過將由線或硅樹脂制成的可移除條內(nèi)嵌于諸如卷邊包布的選定的生輪胎部件中而制成。所述部件內(nèi)嵌于輪胎中并且固化。然后在固化之后移除可移除條以形成模制的或一體地形成的泵空氣通道。
[0046]在下文中，術(shù)語“泵通道”是指安裝的管或一體地模制的通道。輪胎內(nèi)選擇用于空氣通道的位置可以在駐留在輪胎的高撓曲區(qū)域內(nèi)的輪胎部件內(nèi)，足以當輪胎在負載下旋轉(zhuǎn)時使內(nèi)部中空空氣通道逐漸地塌縮，從而沿著空氣通道從入口向泵出口輸送空氣。
[0047]泵空氣通道42具有由緊湊型閥系統(tǒng)200連接在一起的入口端42a和出口端42b。如圖所示，入口端42a和出口端42b間隔開大約360度，形成環(huán)形泵組件。
[0048]緊湊型閥系統(tǒng)200
圖5-14中示出緊湊型閥系統(tǒng)200的第一實施例。圖11示出緊湊型閥系統(tǒng)200的分解圖。緊湊型閥系統(tǒng)包括入口控制閥400，其起到調(diào)節(jié)和控制泵42的入口流量和出口流量的作用。從圖的底部開始，緊湊型閥系統(tǒng)200包括可選的插件60、固持器80、流量控制器300、入口控制閥400和帽蓋500、彈簧600、以及封蓋700?？蛇x的過濾器組件800連接到緊湊型閥系統(tǒng)200。
[0049]插件 60
如圖5A所示，緊湊型閥系統(tǒng)包括插入到內(nèi)嵌于輪胎中的底座64的可選的插件60。底座64是在輪胎內(nèi)表面上形成的凸起的區(qū)域或隆起部并且可選地可包括螺紋式內(nèi)孔，其中，隆起部使用諸如未固化的彈性體、生橡膠的材料的一系列同心層內(nèi)嵌于輪胎側(cè)壁中。也可使用橡膠或彈性體的一件式模制成型件來代替同心層。替代地，插件60可在硫化之前插入到底座中。外部插件可由生橡膠、彈性體、尼龍、超高分子量聚乙烯或諸如黃銅的金屬制成。插件優(yōu)選地涂有本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的適當?shù)恼澈蟿玳g苯二酚甲醛乳膠(RFL)或通常稱為“浸液”。插件的外表面可粗糙化并且涂有選定的RFL。插件的外表面還可包括除了選定的RFL之外的脊、凸緣、延伸部、螺紋或其它機械手段以將插件固持到輪胎側(cè)壁的橡膠中。
[0050]如圖5B所示，可選的插件60形狀類似杯子并且具有由面對輪胎腔的開口端61、與開口端相對的底壁62和側(cè)壁63形成的內(nèi)部段。底壁具有從底壁延伸的兩個陽型部65和67，它們對準泵通道42a、42b并連接到泵通道42a、42b以在插件60和泵42之間連通流體。每個陽型部具有貫穿其的孔以便將過濾后的空氣連通到閥的內(nèi)部。底部還具有兩個相對的孔68、69以便對準泵通道42a、42b并且與泵通道42a、42b流體連通?？蛇x的墊圈70定位在插件60的底壁62上。墊圈是圓形且平坦的，具有與插件60的孔68、69對準的孔。墊圈也可具有環(huán)繞這三個孔的突出邊緣。如圖5A所示，插件60的底壁62具有第三孔71以便接納過濾器組件800的陽型部820。外部插件60還具有圍繞側(cè)壁63的帶凸緣的邊緣部分61，其帶有相對的陰型凹槽。帶有兩個相對的U形連接器710的封蓋700被接納在相對的陰型凹槽內(nèi)。
[0051]固持器80
可選的外部插件60容納固持器80。固持器80在圖8-9和圖10A-E中示出。固持器80為大體上圓柱形的，具有從外表面伸出的一個或多個對準鍵82。對準鍵82座置成與在外部插件60的側(cè)壁中形成的對準狹槽(未示出)匹配接合。對準鍵82確保固持器的底部表面上的狹槽83a、84a與插件的孔68、69對準。固持器的底部表面85還包括用于接收來自過濾器組件800的過濾空氣的孔86。插件60是可以取消的可選部件，并且固持器80的外表面可以帶螺紋以接納到底座64中。
[0052]圖9示出固持器80的分解圖，其中，上板87定位在底部表面81上方，以使得對準舌片91被接納在固持器80的對準鍵82中。圖1OE示出固持器80的底部的剖視圖。如圖1OE所示，固持器的底部表面81具有形成于其中的凹槽，該凹槽與上板配合以形成通道83b、84b、85b和86b。來自泵的流體根據(jù)輪胎旋轉(zhuǎn)方向而進入帶狹槽的孔83a、84a中的一個內(nèi)。來自帶狹槽的孔83a、84a的流然后分別通過傾斜的通道83b、84b連通到位置83c、84c。如圖1OB所示，來自位置83c、84c的流接著被導向通過上板87的相應(yīng)的端口 89、90。如圖1D所示，上板87具有相對的狹槽92、93，其定位成與狹槽83a、84a對準。如圖1OB所示，來自過濾器的入口流通過孔86a進入固持器，然后被導引通過傾斜通槽86b進入位置86c，如圖1OE所示。如圖1OC所示，來自位置86c的流接著被通過上板87的孔88輸出。
[0053]圖1OD示出安裝在上板87中的中心端口 94。中心端口 94與位置85a對準并且與通道85b流體連通。中心端口 94與來自入口控制閥400的流流體連通，并且將來自入口控制閥400的流通過中心端口 94、通過到位置85c的通道85b、通過端口 95并連通到流量控制器300中，如圖1OC所示并且如下文更詳細描述的。
[0054]流量控制器300
如圖11所示，流量控制器300定位在上板87上方的固持器80內(nèi)部。流量控制主體302具有定位成用于接納在固持器的對準鍵82中的對準舌片304。如圖12B所示，流量控制器300具有接納在相應(yīng)的室307、309中的方向控制閥306、308。方向控制閥306、308與來自入口控制閥的入口空氣流流體連通。如圖14B所示，室307、309與泵通道42a、42b流體連通。流量控制器還包括接納在室311、313中的逆止閥310、312。如圖14D所示，室311、313與逆止閥出口 310、312和輪胎腔流體連通，如下文更詳細解釋的。
[0055]入口控制閥
如圖13a-13e所示，入口控制閥400定位在固持器80內(nèi)部且鄰近流量控制器300。入口控制閥400調(diào)節(jié)到泵系統(tǒng)的吸入流。如圖13b所示，入口控制閥具有用于容納圓形隔膜404的殼體402。殼體402具有第一通道426和第二通道428，它們由彎曲的狹槽429連接在一起。彎曲的狹槽429形成于殼體402的底部中，如圖13d所示。第一通道426和第二通道428各自與方向控制閥306、308對準，方向控制閥306、308分別定位在流量控制器300的室307、309中，如圖14B所示。如圖13F所示，入口控制殼體402在垂直于第一方向的第二方向上還具有在底部表面上的兩個對準的孔:第三通道430和第四通道432。如圖13D所示，第三通道430和第四通道432通過在入口殼體402中形成的環(huán)形狹槽460流體連通。如圖13F所示，環(huán)形狹槽460與出口通槽470流體連通，出口通道470通往輪胎腔以用泵送空氣填充輪胎。環(huán)形狹槽與來自泵出口的通道430、432流體連通。
[0056]入口控制閥還包括隔膜404，隔膜404定位在殼體402的內(nèi)部中，如圖13B所示。隔膜與入口殼體一起形成內(nèi)室403。室的內(nèi)部包括中心孔405，并且隔膜定位在中心孔405上方?？刂瓢?80具有上環(huán)形表面482，其定位成鄰近隔膜的內(nèi)表面。控制板480的上環(huán)形表面482具有與中心孔403對準的中心孔483。如圖13C所示，控制板具有兩個腿部470、472，腿部470、472被接納在入口控制殼體的底部表面的相應(yīng)的孔440、438中。腿部470、472在流量控制器的通槽320、322內(nèi)可滑動。彈簧475定位在中心孔405、483中。彈簧475定位在中心端口 94周圍。如圖13B所不,彈黃接合與隔I旲404接合的控制板的上環(huán)形表面482，并且將控制板和隔膜偏置到打開位置，從而使隔膜不閉合中心端口 94。如圖14D所示，內(nèi)帽蓋500定位在入口控制閥上方并且固定到固持器80。內(nèi)帽蓋具有內(nèi)孔502，以允許隔膜與輪胎的內(nèi)腔流體連通。帽蓋具有與通道470流體連通的第二孔504。封蓋700被接納在內(nèi)帽蓋500上方。彈簧600定位在封蓋700和內(nèi)帽蓋500之間。內(nèi)帽蓋500具有中心支撐柱510，中心支撐柱510被接納在外帽蓋的中心孔702中。外帽蓋具有對準孔704、706，對準孔704、706帶有孔502、504。具有兩個相對的U形連接器710的封蓋700被接納在外部插件60的相對的陰型狹槽內(nèi)。
[0057]圖7示出包括流量控制器的輪胎組件10的示意圖以及其與泵42和入口控制閥400的關(guān)系。入口控制閥400控制是否允許外部過濾后的空氣進入系統(tǒng)中。如果需要空氣，入口控制閥400打開并允許空氣進入方向控制器300。流體流過方向控制閥306。流接著進入泵入口 42a并且被泵送通過輪胎到泵出口 42b。逆止閥或止回閥308阻止泵送的流進入入口控制閥。泵送的空氣被導引通過止回閥310并且然后進入輪胎腔。如果輪胎正在相反方向上旋轉(zhuǎn)，則空氣通過方向閥308進入泵端42b，被導入泵端42a且然后通過閥312進入輪胎腔中，其中逆止閥306防止泵送的空氣回流到閥系統(tǒng)中。
[0058]過濾器組件
過濾器組件800被構(gòu)造成安裝在輪胎的外部上。過濾器組件顯示具有圓形橫截面形狀，其帶有顯示安裝在卷邊附近的下側(cè)壁區(qū)域中的硬塑料外部。過濾器組件800具有填充有適合過濾空氣的多孔介質(zhì)804的內(nèi)部段802。過濾器組件800具有入口 810以接收環(huán)境空氣?？諝庑羞M通過入口 810并進入內(nèi)部段802，在這里，空氣被多孔介質(zhì)804過濾?？諝怆x開內(nèi)部段的出口 812并進入延伸穿過陽型配件816的通道814中。陽型配件816與固持器的對準孔86和插件的孔86a對準以連接。
[0059]系統(tǒng)操作
緊湊型閥系統(tǒng)200控制進入泵系統(tǒng)的空氣的流動。如圖6和14所示，輪胎腔壓力經(jīng)由孔704、502、408連通到隔膜404的外側(cè)。如圖14B所示，輪胎腔壓力作用于隔膜404，其將隔膜抵靠中心端口 94座置，使得沒有空氣能進入緊湊型閥系統(tǒng)中。彈簧475反作用于輪胎腔壓力，將隔膜和控制板偏置到打開位置。彈簧475被選擇為具有設(shè)定的觸發(fā)壓力，使得當輪胎腔壓力降至觸發(fā)壓力以下時，彈簧將隔膜遠離中心端口 94偏置到打開位置中。過濾后的外部空氣經(jīng)由孔86a進入緊湊型閥系統(tǒng)200中，如圖14D所示。
[0060]在空氣經(jīng)由孔86a進入緊湊型閥系統(tǒng)200之后，過濾后的空氣被導引通過傾斜通槽86b進入固持器80的位置86c，如圖1OE和1B所示。來自固持器的位置86c的流接著被導引至孔88且然后進入流量控制器300的室324中，如圖14C所示。過濾后的空氣接著被導引通過入口控制閥的端口 434并進入入口控制閥內(nèi)室403中。當隔膜處于打開位置時，空氣接著從內(nèi)室403傳遞到中心端口 94中。接著，流被導引通過通道85a/b/c并且進入室326。室326將流導引至通道429，通道429與圖13D的泵入口 426、428流體連通。如圖14B所示，流通過端口 426離開入口控制閥通過方向控制閥306并進入室307。流離開固持器的孔83a并進入泵端42a。當輪胎在第一方向上旋轉(zhuǎn)時，空氣被泵送通過泵通道42。
[0061]從圖2可以理解，空氣泵42顯示為360度泵，其中入口 42a和出口 42b位置相同。當輪胎在方向109上旋轉(zhuǎn)時，緊貼地面形成底印100。壓縮力104從底印100導入輪胎中，并且用來壓扁泵42的區(qū)段110，如在標記106處所示。泵42的區(qū)段110的壓扁將位于壓扁區(qū)段110和緊湊型閥系統(tǒng)200之間的空氣的一部分朝緊湊型閥系統(tǒng)200施力。隨著輪胎在方向108上沿地面98繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，泵管42將在與輪胎旋轉(zhuǎn)108相反的方向上按區(qū)段110、110’、110〃的順序被依次壓扁或擠壓。泵管42的逐區(qū)段依次壓扁使位于壓扁的區(qū)段之間的空氣柱被泵送至泵出口 42b。
[0062]從出口 42b泵送的空氣經(jīng)由狹槽84a進入緊湊型閥系統(tǒng)200，如圖14b所示。止回閥308阻止流進入室309中。泵送的空氣從狹槽84a通過通道84b行進到端口 84c，如圖1OE所示。來自位置84c的泵送的空氣流接著被導向通過上板87的端口 90，如圖14D所示。如圖14D所示，泵送的空氣通過止回閥312流入室313中，然后經(jīng)由連接到入口控制閥的出口 470的通道460離開入口控制閥，然后通過內(nèi)帽蓋的對準孔504和封蓋的對準孔706進入輪胎腔中，如圖14D所示。輪胎將被泵以來自泵和入口控制閥組件200的空氣，直到輪胎壓力超出觸發(fā)壓力。如果輪胎壓力超出觸發(fā)壓力，隔膜將克服彈簧力并且坐落在中心端口 94上，并且阻止空氣進入泵系統(tǒng)。
[0063]如果輪胎旋轉(zhuǎn)方向顛倒，泵和入口控制閥系統(tǒng)將除了以下不同之外如上文所述那樣雙向工作。過濾后的空氣將進入系統(tǒng)進入入口控制閥室403中。如果輪胎腔需要空氣，隔膜將從中心端口 94離位。泵將從細長的狹槽429抽吸空氣，然后通過止回閥308進入室309中，然后通過孔84a離開并進入泵42b中。泵送的空氣將通過孔83a進入緊湊型閥系統(tǒng)200。止回閥306將阻止流進入室307中。固持器將把泵送的空氣導引通過通槽83b進入孔83c中，如圖1OE所示。如圖14D所示，來自位置83c的泵送的空氣穿過固持器的端口89，通過方向閥310進入室311并且進入入口控制殼體402的環(huán)形通道460中。來自環(huán)形通道460的流被導引至通槽470，如圖14D所示。流經(jīng)由470、504、706退出到腔中。
[0064]如上所述，泵組件可定位在輪胎側(cè)壁中，在卷邊包布120中的輪輞凸緣表面26的徑向外側(cè)。如此定位，空氣管42在輪胎底印100的徑向內(nèi)側(cè)并且因此定位成由從如上所述的輪胎底印引出的力壓扁。與底印100相對的段將因來自底印100抵靠輪輞凸緣表面26擠壓管段的壓縮力106而壓扁。雖然管42的定位特別地示出為在輪胎在卷邊區(qū)域34處的卷邊包布120和輪輞表面26之間，但是它并不限于此種定位，并且可位于經(jīng)受壓縮的任何區(qū)域，例如側(cè)壁或胎面中的任何位置。
[0065]綜上所述，應(yīng)當理解，本發(fā)明可與常規(guī)構(gòu)型的輔助輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)(未示出)一起使用，所述TPMS充當系統(tǒng)故障檢測器。TPMS可用來檢測輪胎組件的自充氣系統(tǒng)中的任何故障并且警告用戶此類情況。
[0066]根據(jù)本文中所提供的對本發(fā)明的描述，本發(fā)明中的變型是可能的。雖然出于示出本發(fā)明的目的，已經(jīng)示出某些代表性的實施例和細節(jié)，但是對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，能夠在其中做出各種改變和修改。因此，應(yīng)當理解，可在所描述的具體實施例中做出改變，這將在如下面所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的充分預期的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有泵和閥組件的輪胎，其特征在于包括: a.所述輪胎具有輪胎腔、以及分別從第一和第二輪胎卷邊區(qū)域延伸到輪胎胎面區(qū)域的第一和第二側(cè)壁； b.所述閥組件具有閥殼體，所述閥殼體具有內(nèi)室，其特征在于，隔膜安裝在所述內(nèi)室中，并且其中，所述隔膜具有與所述輪胎腔流體連通的第一側(cè)面和與所述內(nèi)室流體連通的第二側(cè)面； c.所述泵具有泵通道，所述泵通道具有第一和第二端，其特征在于，所述泵通道定位在所述輪胎中以在所述輪胎旋轉(zhuǎn)時打開和關(guān)閉； d.所述內(nèi)室具有與外部空氣流體連通的內(nèi)室以及與所述泵通道的所述第一和第二端流體連通的中心端口， e.所述隔膜定位跨過所述中心端口且操作以打開和關(guān)閉所述中心端口； f.其特征在于，彈簧定位在所述閥殼體的所述內(nèi)室中，并且操作以將所述隔膜偏置在打開位置中； g.其特征在于，所述泵與所述輪胎腔流體連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征在于，單向閥定位在所述中心端口的所述出口的下游和所述泵通道的所述第一端的上游。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征在于，單向閥定位在所述泵的第一端和所述輪胎腔之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征在于，單向閥定位在所述泵的第二端和所述輪胎腔之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征在于，單向閥定位在所述泵的第二端和所述中心端口的所述出口之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征在于，過濾器組件與所述閥組件的所述入口室流體連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征在于，具有上表面的控制板抵靠所述隔膜的所述第二側(cè)面定位，并且其中，所述彈簧接合所述控制板。
8.一種具有雙向泵和閥組件的輪胎，其特征在于包括: a.所述輪胎具有輪胎腔、分別從第一和第二輪胎卷邊區(qū)域延伸到輪胎胎面區(qū)域的第一和第二側(cè)壁； b.所述輪胎具有泵通道，所述泵通道具有第一端和第二端并且操作以便在所述輪胎在第一方向或與所述第一方向相對的第二方向上旋轉(zhuǎn)時允許所述泵通道在輪胎底印附近的部分基本上關(guān)閉和打開所述泵通道， c.所述閥組件具有閥殼體和內(nèi)室，其特征在于，隔膜安裝在所述內(nèi)室中，并且其中，所述隔膜具有與所述輪胎腔的壓力流體連通的第一側(cè)面； d.所述內(nèi)室具有與外部空氣流體連通的內(nèi)室以及與第一室和第二室流體連通的中心端口 ； e.其特征在于，所述隔膜定位在所述中心端口上方并且操作以打開和關(guān)閉所述中心端Π ； f.其特征在于，彈性構(gòu)件將所述隔膜偏置到所述打開位置中； g.其特征在于，所述第一室具有定位在其中的單向閥，并且所述第一室的出口與所述泵通道的第一端流體連通； h.其特征在于，所述第二室具有定位在其中的單向閥，并且所述第二室的出口與所述泵通道的第二端流體連通； 1.其特征在于，所述閥殼體還包括第三室，其中，所述第三室與所述泵的第一端和所述輪胎腔流體連通； J.其特征在于，單向閥定位在所述第三室中，其中，所述第三室位于所述泵的第一端和所述輪胎腔之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輪胎，其特征在于，所述閥殼體具有與泵通道的第一端流體連通的第四室，所述第四室具有定位在其中的單向閥，其中，所述第四室的出口與所述輪胎腔流體連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輪胎，其特征在于，所述第一室的所述單向閥防止流進入所述內(nèi)室。
【文檔編號】B60C23/10GK104417296SQ201410433840
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】D.P.L.M.欣克 申請人:固特異輪胎和橡膠公司