專利名稱：帶有改進安裝特征的漏氣保用支撐環的制作方法
技術領域：
0001本發明涉及用于漏氣保用支撐環的改進設計，所述漏氣保用支撐環是安裝在輪胎內部的輪輞上以在減小或零充氣壓力下延長輪胎行駛距離的一種部件。更特別地，本發明涉及這樣的漏氣保用支撐環，其帶有提高支撐環安裝到輪輞上的操作的特征和在制造公差內更好地容許輪輞和支撐環的相對直徑的變化的特征。
背景技術：
0002已經為在氣壓部分或全部損失之后允許車輛繼續運轉的組件提出了方案。這些系統中的許多包括多個部件，這些部件在使用或組裝中復雜且耗時。全文結合于此以作參考的美國專利No.5,891,279克服了這些困難中的一些。該專利描述了一種組件，其包括輪胎，帶有為接納所述輪胎而設計的唯一輪廓的輪輞，和可變形但優選沿周向不能伸展的漏氣保用支撐環，該漏氣保用支撐環安裝在所述輪輞的基本圓柱形支承面上。所述支撐環的基座包括基本不可伸展的周向增強件以在支撐件和輪輞的支承表面之間產生過盈配合。全文結合于此以作參考的美國專利申請公開US2003/0005991也描述了一種輪輞和漏氣保用支撐環，其包括在支撐件的支承表面上的具有突起的多個區域，但是在輪輞中沒有互補凹陷。
0003漏氣保用支撐環的設計包括在漏氣條件下的性能和漏氣保用系統的組裝的比較考慮。在將漏氣保用支承件安裝在輪輞上時需要一定大小的軸向定位力。優選地，該力足夠地小以允許在安裝或拆卸期間正確就位支撐件。然而，對于漏氣保用運轉，用于從輪輞移離所述環的力必須足夠高，以使支撐件在合理的車輛運轉期間保持其正確位置。優選一種支撐件，其將這些有競爭力的想法最優化。
0004此外，甚至當在合理和可接受的公差內制造，直徑在其制造公差的下限內的漏氣保用支撐件尤其難以與直徑在其制造公差的上限內的輪輞安裝和拆卸。更易于容許支撐件和輪輞在容許制造公差內變化的漏氣保用支撐件也是優選的。
發明內容
0005本發明的目標和優點將在下面的描述中部分被闡述，或者從所述描述顯而易見，或者可以通過本發明的實踐而得以了解。
0006本發明提供了一種漏氣保用支撐環，其具有改善支撐環的安裝和拆卸要求的特征，同時在充氣壓力部分或全部損失的條件下在車輛的正確運轉期間提供了保持支撐環的側向和周向位置的裝配。
0007在一個典型實施方式中，本發明提供了一種用于安裝到輪胎內的輪輞上的漏氣保用支撐環。所述輪輞具有至少一個環形凹陷和至少一個環形凸表面。所述支撐環包括被配置成用于圍繞所述輪輞安裝的基本上為圓柱形元件。該元件具有在氣壓損失的情況下用于接觸輪胎的胎面膠條區的徑向最外側表面。該基本上為圓柱形元件也具有用于將該元件固定到輪輞的的徑向最內側表面。該徑向最內側表面包括以下特征。第一，該表面包括多個周向布置的突出，所述突出被配置成接合所述輪輞上的環形凹陷。這些突出與所述環形凹陷組合，阻止所述支撐環從所述輪輞側向移位。第二，它包括多個周向布置的凸出部(tab)，所述凸出部被配置成用于接合接近所述環形凹陷的所述輪輞。這些凸出部阻止支撐環相對于輪輞轉動。第三，該表面包括多個周向定位的肋，所述肋沿軸向方向縱向地延伸，并且被配置成用于接合所述輪輞的所述環形凸表面。這些突出便于將所述支撐環安裝在輪輞上。對于某些實施方式，所述凸出部可以至少部分位于所述突出之間。所述凸出部也可以為矩形，雖然本發明并不局限于此。所述肋可以被定位成軸向靠近所述凸出部并且在其內側，雖然本領域的普通技術人員使用在此公開的教導將會理解其它配置。所述突出可以具有相對于所述徑向最內側表面許多特定高度。相對于所述徑向最內側表面的大約1.7mm或以下的高度對于某些實施方式是優選的。最后，在某些實施方式中，多個沿周向定位的突出可以包括8-12個這樣的肋，它們圍繞所述徑向最內側表面等間隔地沿周向布置。
0008在另一典型實施方式中，本發明提供了一種用于安裝到車輛輪胎內的輪輞上以用于在充氣壓力損失的情況下支撐輪胎的胎面膠條區的漏氣保用支撐環。所述輪輞具有運轉期間圍繞其旋轉的軸。所述輪輞也限定了環形凹槽并且限定了用于所述支撐環的底座，該底座包括外側支承面和內側支承面。所述內側支承面位于比所述外側支承面離所述旋轉軸徑向更遠的距離處。所述支撐環包括被設計成用于圍繞所述輪輞放置的基本上為圓柱形基座。所述基座限定了多個卡夾，所述卡夾被配置成用于定位在圍繞所述輪輞的環形凹槽內。所述支撐環也包括被配置成在氣壓大量損失的情況下與胎面膠條區接觸的基本上為圓柱形帽。所述環也包括連接所述基座和所述帽的基本上為圓柱形主體。該主體限定了具有開口的多個腔，所述開口在所述輪胎的內側和外側之間交替。
0009在又一實施方式中，本發明提供了一種用于安裝到輪胎內的輪輞上的支撐元件。所述輪輞具有圍繞所述輪輞的徑向最外側表面沿周向定位的槽。所述支撐元件包括基本不可伸展的圓形主體，所述主體被配置成用于安裝到所述輪輞上。所述元件也具有限定多個凸段的徑向最內側表面，所述凸段被配置成用于布置在輪輞的所述槽中。這些凸段均具有沿著所述徑向最內側表面在周向定向的縱軸并且彼此分隔預定距離。
0010參考以下描述和后附權利要求，將更好地理解本發明的這些和其它特征、方面和優點。包含在該說明書中并且構成該說明書的一部分的附圖與所述描述一起例舉了本發明的實施方式，并且用于解釋本發明的原理。
0011在參考附圖的該說明書中闡述了針對本領域普通技術人員的本發明的完整和授權公開，包括其最佳方式，其中0012圖1是從外側看到的本發明的典型實施方式的透視圖。
0013圖2是圖1中所示的典型實施方式的截面的透視和詳近視圖。
0014圖3是安裝到代表性輪輞上的圖1的典型實施方式的橫截面視圖。
0015圖4是從外側看到的本發明的另一典型實施方式的透視圖。
0016圖5是圖4中所示的典型實施方式的截面的透視和詳近視圖。
0017圖6是如下更全面描述的某些數據的曲線。
0018本說明書和附圖中的參考字符的重復使用意味著代表本發明的相同或類似的特征或元件。
具體實施例方式
0019本發明提供了一種支撐環，其具有改進的安裝和拆卸特性且在輪胎內部用作在減小或零充氣壓力運轉的漏氣保用系統的一部分。現在將具體參考本發明的實施方式，所述實施方式的一個或多個例子在附圖中示出。每個例子作為解釋本發明而被提出，并不意味著限制本發明。例如，作為一個實施方式的一部分示出或描述的特征可以與其它實施方式使用以進一步產生第三實施方式。可以預料，本發明包括這些和其它改進和變化。
0020在圖1-3中描繪了本發明的典型實施方式。漏氣保用支撐環20，也稱為支撐環，帶有基本上為圓柱形主體22，該主體將基本上為圓柱形基座24連接到基本圓柱形帽26。支撐環20作為漏氣保用輪胎系統的一部分被布置在輪輞32(圖3)上。本領域的普通技術人員將會理解通過旋轉所述組件并且施加一定的側向力直到正確就位所述漏氣保用組件來將支撐環放置在輪胎內和安裝在輪輞32上的操作。在正確安裝的支撐環20的零或低壓力運轉期間，支撐環20的徑向最外側表面28接觸輪胎的內表面，在這里被稱為胎面膠條區，以在合理的車輛運轉期間提供改進的操縱特性。
0021徑向最內側表面30支撐在漏氣保用輪胎系統的輪輞32上。如圖3中所示，當正確定位在輪輞32上時，支撐環20停留在支撐環底座上，所述支撐環底座包括外側支承面44和內側支承面52。也稱為卡夾的多個突出34由支撐環20的表面30限定并且沿漏氣保用支撐環20的圓周方向定位。每個突出34位于由輪輞32限定的環形凹槽36內。對于圖1-3的典型實施方式，每個突出34可以具有相對于徑向最內側表面30的大約1.7mm或以下的高度。由于支撐環20是基本不可伸展的，因此在合理的車輛運轉期間突出34阻止支撐環20在軸向方向上的脫離或運動。
0022除了如圖1和2中所示的多個間隔或分段突出34之外，以前的支撐環包括沿徑向最內側表面沿周向定向并且典型地被配置成用于定位在輪輞上的凹槽內的連續卡夾或突出。申請人發明的一部分是發現了將該連續卡夾分割成例如如圖1和2中所示的多個間隔的突出34為支撐環20提供了改進的安裝和拆卸特性。圖6示出了將連續卡夾分割成多個卡夾或突出的效果。本領域的普通技術人員將會理解在施加側向力以將所述環就位在輪輞上時通過旋轉輪輞將支撐環安裝到輪輞上的操作。在圖6中，x軸代表支撐環上的突出或卡夾與安裝輪輞之間的過盈量。y軸代表在安裝過程期間為了將支撐環正確就位到輪輞上輪輞必須轉動的次數。
0023用于支撐環的一個設計目標是最小化將支撐環安裝到輪輞上所需的轉動圈數。如圖6中通過數據繪出的線所代表的，當過盈量增加時安裝支撐環所需的轉動圈數也增加。申請人確定，對于給定的過盈，通過將連續卡夾分割成多個突出或卡夾顯著減小安裝支撐環所需的轉動圈數。例如，對于1.4mm的過盈，從另外的連續卡夾去除100mm以在支撐環的圓周周圍產生多個突出或卡夾具有的效果是將安裝支撐環所需的轉動圈數從7圈(點A)減小到4圈(點B)，如圖6中所示。所述結果表明安裝支撐環所需的時間和勞動大幅改善。附加測試也揭示了，在不過分損害支撐環阻止從輪輞脫離的能力的情況下，當施加作用力時(例如當車輛轉彎或在低或零充氣壓力下的合理的運轉期間碰撞路欄)，可以實現將連續卡夾分離成多個突出和卡夾。應當理解，可以通過從圍繞支撐環的內表面沿周向另外連續的卡夾僅僅去除大約10mm長度的單個部分實現安裝特性的提高，這在本發明的范圍內。在安裝過程期間，當支撐環相對于輪輞轉動時，該單個中斷提供了類似于螺紋狀的效果。然而，優選地，多個中斷(其產生多個卡夾)圍繞支撐環的內表面均勻地布置以進一步增強該類似于螺紋的效果。
0024返回到圖1-3的典型實施方式的討論，多個防旋轉表面或凸出部38圍繞漏氣保用支撐環20分隔布置。對于該典型實施方式，每個個體凸出部38至少部分位于兩個突出34之間。僅僅作為例子，每個凸出部38可以具有相對于徑向最內側表面30的大約1.5mm或以下的高度。
0025在安裝期間，支撐環20在內側方向上被移動到輪輞32上，所述內側方向在圖3中是從外側輪輞座40朝著內側輪輞座42的方向。當該運動發生時，輪輞32接觸由徑向最內側表面30限定的環帶37。首先沿表面30的傾斜內側邊緣39發生接觸。如圖2中所示，邊緣39的傾斜優選地在大約30度的角度并且便于定位支撐環20。使用在此公開的教導，本領域的普通技術人員將會理解可以使用其它傾斜角。當支撐環20繼續在內側方向上側向運動時，凸出部38沿著外側支承面44與輪輞32接觸。每個凸出部38的內側邊緣46也傾斜以提供微小斜面。該特征也進一步便于在安裝過程期間支撐環20放置到輪輞32上并且提供一種在支撐環20和輪輞32的制造公差內變化的補償手段。如圖3中所示，一旦支撐環20處于適當位置，凸出部38沿靠近環形凹槽36的外側支承面44的部分接觸輪輞32。凸出部38和輪輞32之間的過盈配合幫助固定支撐環20的位置并且在合理的車輛運轉期間提供阻止支撐環20相對于輪輞32旋轉的阻力。
0026參考圖1和圖2，在徑向最內側表面30上也布置了多個肋48，所述肋均被定位成軸向地靠近凸出部38并且在其內側。每個肋48沿著軸向方向縱向地定向。對于正在討論的典型實施方式，每個肋48具有相對于徑向最內側表面30的大約1.2mm或以下的高度并且也具有稍小于突出34的高度。當支撐環20在安裝過程期間被移動到輪輞32上時，肋48的內側邊緣50與內側支承面52接觸。為了增強將支撐環20安裝到輪輞32上的容易性，每個肋48的內側邊緣50是如圖2中所示的曲線形。類似于內側邊緣46，該特征也幫助保證支撐環20可以更容易地被安裝而不管在制造公差內支撐環20和輪輞32的尺寸變化。一旦支撐環20處于如圖3中所示的位置，肋48有助于支撐環20和輪輞32之間的過盈配合并且由此幫助保證組裝。更具體而言，內側支承面52位于比外側支承面44離輪輞32的旋轉軸徑向更遠的距離處，并且肋48通過與內側支承面52接觸提供了過盈配合。
0027如圖1和圖2中所示，圓柱形主體22具有多個腔54。這些腔54通過沿主體22的圓周方向的卷繞圖案產生。腔54沿軸向方向縱向地定向并且具有在支撐環20的內側和外側之間交替的開口56。盡管未要求，優選地每個凸出部38被定位成徑向靠近至少一個這樣的腔54的開口56。主體22的總體形狀可以改變，其可以是突出34，凸出部38和肋48的相對寬度和長度。
0028漏氣保用支撐環20可以由多種不同的材料構造。通常，應當使用具有10-100MPa10％應變的拉伸模量的材料。作為例子，但非限定地，合適的材料包括聚氨酯，熱塑彈性體，和橡膠。另外，盡管主體22，基座24和帽26可以單獨構造并且組合以產生支撐環20，優選地這些部分作為單一部件被模制以產生支撐環20。也應當注意，盡管使用用于如圖1-3中所示的輪輞32的特定配置提供了本描述，本發明并不局限于任何特殊輪輞配置，本領域的技術人員使用在此公開的教導將理解這一點。
0029另外，使用在此公開的教導，本領域的技術人員將理解涵蓋在本發明的精神和下面闡述的權利要求的范圍內的各種其它變型和替代實施方式。僅僅作為例子，在圖4和5中描繪了本發明的一個這樣的替代實施方式。提供了一種漏氣保用支撐件120，其具有基本上為圓柱形主體122，基本上為圓柱形基座124，和基本上為圓柱形帽126。與之前討論的實施方式相同，支撐件120帶有沿徑向最內側表面130沿周向間隔的多個卡夾或突出134。突出134也適配在漏氣保用支撐件系統的輪輞上的凹槽中以提供阻止支撐件120從輪輞軸向移位的阻力。
0030與之前討論的典型實施方式不同，支撐件120并不包括在每個突出134之間的一個凸出部。而是，八個凸出部138圍繞支撐件120的徑向最內側表面130等間隔地布置。每個凸出部138包括傾斜內側邊緣146以便于支撐件120如先前所述地安裝到輪胎輪輞上。另外，多個肋148也在軸向靠近每個凸出部138的位置被提供并且沿支撐件120的軸向方向縱向地定向。每個肋148具有曲線形的內側邊緣150，從而也如先前所述地進一步增強支撐件120安裝到輪輞上。
0031本發明的多個變型是可能的，其中不同數量的凸出部138和肋148位于圍繞徑向最內側表面130的不同位置。申請人確定對于某些應用大約8-12個凸出部是優選的。然而，本發明并不局限于此。
0032使用在此公開的教導，變型可以用于協調或優化所述特定應用的漏氣保用支撐環，同時也提供更容易從輪輞安裝和拆卸并且在低或零充氣壓力時在合理的車輛運轉期間仍然起到支撐胎面膠條區作用的支撐環。本領域的技術人員應當理解，在不脫離權利要求的范圍和精神的情況下，可以對在此描述的支撐環作出改進和變化。可以預料，本發明包括在后附權利要求及其等價物范圍內的這樣的改進和變化。
權利要求
1.一種用于安裝到輪胎內的輪輞上的漏氣保用支撐環，所述輪胎具有胎面膠條區，所述輪輞具有至少一個環形凹陷和至少一個環形凸表面，包括被配置成用于圍繞所述輪輞安裝的基本上為圓柱形元件，所述元件具有在氣壓損失的情況下用于接觸所述輪胎的所述胎面膠條區的徑向最外側表面，所述元件具有用于將所述元件固定到所述輪輞的徑向最內側表面，所述徑向最內側表面包括i)多個周向布置的突出，所述突出被配置成接合所述凹陷；ii)多個周向布置的凸出部，所述凸出部被配置成用于接合接近所述凹陷的所述輪輞；和iii)多個周向定位的肋，所述肋沿軸向方向縱向地延伸，并且被配置成用于接合所述環形凸表面。
2.如權利要求1的漏氣保用支撐環，其中所述凸出部至少部分位于所述突出之間。
3.如權利要求2的漏氣保用支撐環，其中所述凸出部為矩形。
4.如權利要求1的漏氣保用支撐環，其中所述肋被定位成軸向靠近所述凸出部并且在其內側。
5.如權利要求1的漏氣保用支撐環，其中所述突出具有相對于所述徑向最內側表面的大約1.7mm或以下的高度。
6.如權利要求1的漏氣保用支撐環，其中所述多個沿周向定位的肋包括8-12個所述肋，它們圍繞所述徑向最內側表面等間隔地沿周向布置。
7.一種用于安裝到車輛輪胎內的輪輞上以用于在充氣壓力損失的情況下支撐所述輪胎的胎面膠條區的漏氣保用支撐環，所述輪輞具有運轉期間圍繞其旋轉的軸，所述輪輞限定了環形凹槽并且也限定了用于所述支撐環的底座，該底座包括外側支承面和內側支承面，其中所述內側支承面位于比所述外側支承面離所述旋轉軸徑向更遠的距離處，所述支撐環包括被設計成用于圍繞所述輪輞放置的基本上為圓柱形基座，所述基座限定了一個卡夾，所述卡夾沿周向定向并且被配置成用于定位在所述環形凹槽內；所述卡夾具有沿所述卡夾的圓周至少大約10mm的至少一個中斷；被配置成在氣壓大量損失的情況下與所述胎面膠條區接觸的基本上為圓柱形帽；和連接所述基座和所述帽的基本上為圓柱形主體，所述主體限定了具有開口的多個腔，所述開口在所述輪胎的內側和外側之間交替。
8.如權利要求7的用于安裝在輪輞上的漏氣保用支撐環，其中所述基本上為圓柱形基座進一步包括被配置成用于接觸靠近所述環形凹槽的所述輪輞的多個凸表面。
9.如權利要求8的用于安裝在輪輞上的漏氣保用支撐環，其中所述多個凸表面的每一個沿所述基座的外側定位并且徑向靠近所述多個腔的所述開口中的一個。
10.如權利要求7的用于安裝在輪輞上的漏氣保用支撐環，其中所述基本上為圓柱形基座進一步包括被配置成用于接觸靠近所述環形凹槽的所述輪輞的多個第一凸表面；和在軸向方向上縱向定向的多個第二凸表面，其在所述多個第一凸表面的內側并且與之靠近地被定位在所述基本上為圓柱形基座上，并且被配置成用于接觸所述輪輞。
11.如權利要求7的用于安裝在輪輞上的漏氣保用支撐環，其中所述基本上為圓柱形基座進一步包括在軸向方向上縱向地定向并且被配置成用于接觸所述輪輞的多個凸表面。
12.如權利要求7的用于安裝在輪輞上的漏氣保用支撐環，其中所述基本上為圓柱形基座進一步包括被配置成用于接觸靠近所述環形凹槽的所述輪輞的的多個第一凸表面；和在軸向方向上縱向定向的多個第二凸表面，其在所述多個第一凸表面的內側并且與之靠近地被定位在所述基本上為圓柱形基座上，并且被配置成用于接觸所述輪輞的所述內側支承面。
13.如權利要求12的用于安裝在輪輞上的漏氣保用支撐環，其中所述第一凸表面中的每一個的高度大約為1.7mm或以下。
14.如權利要求13的用于安裝在輪輞上的漏氣保用支撐環，其中所述多個第二凸表面中的每一個為曲線形。
15.如權利要求12的用于安裝在輪輞上的漏氣保用支撐環，其中所述多個第二凸表面中的每一個的高度大約為1.2mm或以下。
16.一種用于安裝到輪胎內的輪輞上的漏氣保用支撐環，所述輪輞具有圍繞所述輪輞的徑向最外側表面沿周向定位的槽，所述支撐元件包括基本不可伸展的圓形主體，所述主體被配置成用于安裝到所述輪輞上并且所具有限定多個凸段的徑向最內側表面，所述凸段被配置成用于布置在所述槽中，其中所述凸段均具有沿著所述徑向最內側表面在周向定向的縱軸并且彼此分隔至少大約10mm的預定距離。
17.如權利要求16的用于安裝在輪胎內的輪輞上的漏氣保用支撐環，進一步包括由所述徑向最內側表面限定并且單獨位于至少兩個所述凸段之間的多個防旋轉表面。
18.如權利要求17的用于安裝在輪胎內的輪輞上的漏氣保用支撐環，進一步包括布置在所述徑向最內側表面上的多個肋，每個所述肋從所述多個防旋轉表面中的一個延伸，并且每個所述肋沿軸向方向縱向地定向。
19.如權利要求18的用于安裝在輪胎內的輪輞上的漏氣保用支撐環，其中所述基本不可伸展的圓形主體限定了具有開口的多個軸向定向的腔，所述開口在所述輪胎的內側和外側之間交替。
20.如權利要求19的用于安裝在輪胎內的輪輞上的漏氣保用支撐環，其中所述多個防旋轉表面中的每一個被定位成徑向地靠近所述多個軸向定向的腔的所述開口中的一個。
全文摘要
本發明提供了一種漏氣保用支撐環，其是安裝在輪胎內的輪輞上以在減小或零充氣壓力下可以增加輪胎行駛的距離的部件，該漏氣保用支撐環具有提高支撐環安裝到輪輞上的操作和在制造公差內更好地容許輪輞和支撐環的相對直徑的變化的一個或多個特征。
文檔編號B60C17/06GK1938169SQ200380111037
公開日2007年3月28日 申請日期2003年12月19日 優先權日2003年12月19日
發明者D·克里森伯里 申請人:米其林技術公司, 米其林研究和技術股份有限公司