CN104044416A - 具有包含结合管的外沟槽的轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有包含结合管的外沟槽的轮胎。本发明总体涉及一种充气橡胶轮胎，该充气橡胶轮胎包含外环状圆形沟槽，该沟槽包含结合到该沟槽的壁的挠性管。

Description

具有包含结合管的外沟槽的轮胎
本申请要求2013年3月15日提交的美国临时专利申请No.61/790,227的权益。
本发明在政府支持下依据由能源部授予的合同号DE-EE0005447完成。政府享有本发明中的某些权利。
技术领域
本发明总体涉及一种充气橡胶轮胎，该充气橡胶轮胎在其侧壁中包含环状沟槽，该环状沟槽包含在该沟槽的壁内并且结合至该沟槽的壁的环状挠性管。
背景技术
通过充气橡胶轮胎的壁的正常空气扩散随时间的过去减小轮胎的内腔内的轮胎压力。对于本发明，环状圆形沟槽设置在轮胎的侧壁中，在其中包含柔性(例如，橡胶)管，该管通过橡胶涂料固定在该沟槽内，并且对于该沟槽，在使用中轮胎的操作期间，诸如在轮胎的车辆操作期间，通过由于轮胎（具体地，轮胎侧壁）的挠曲而使施加在管上的压力交替(例如，连续分段)，该管起到将大气空气泵送到充气轮胎的内腔以辅助在充气轮胎的内腔中提供(例如，维持)空气压力的作用。
发明内容
根据本发明，提供了一种充气橡胶轮胎，其包含充气腔并且由外圆周胎面、间隔开的胎圈部分、分别将所述胎圈部分与所述胎面边缘连接的两个侧壁和支撑所述胎面和侧壁的胎体组成，其中，所述侧壁中的至少一个(术语侧壁包括延伸到轮胎的胎圈部的轮胎侧壁，术语侧壁的意图在于包括能够从胎圈部向外延伸的轮胎的胎圈包布部件) 在其外表面中包含至少一个环状沟槽，其中，所述沟槽包含在所述沟槽内的环状弹性管，其中，管用所述沟槽中所包含的橡胶涂料固定在所述沟槽内，橡胶涂料与所述沟槽的壁和所述管两者连通（接触）。
实际上，所述沟槽期望地排除（不包含）除了所述橡胶涂料以外的粘合剂(例如，排除RFL粘合剂，诸如例如，间苯二酚/甲醛胶乳基粘合剂，和例如氰基丙烯酸酯基粘合剂，和例如，四氢呋喃基粘合剂)以将所述管固定在所述沟槽内。
实际上，可选的橡胶覆盖条被提供以辅助将管固定在沟槽内，其中，覆盖条缩小包含橡胶包覆管的轮胎侧壁中的沟槽的开口。
实际上，轮胎侧壁沟槽通过以部分压扁和部分膨胀因此交替地压缩和解压缩被包含在沟槽内的管的方式弯曲而变形，以在将大气空气泵送到所述轮胎的充气腔中的意义上促使出现自发泵送动作。
实际上，轮胎侧壁沟槽因此以蠕动的方式变形以产生空气泵送动作。
术语"蠕动的"是指通过沿管状路径推动诸如空气的内含物质的波状收缩而进行的操作。术语“自发”或“自发地”是指由于操作活动而固有地发生的事件。
在一个实施例中，当需要维持轮胎的适当的充气并且需要阀来控制空气从管到轮胎腔体中的流动时，管期望地包含阀以实现大气空气到管中的流动，在轮胎旋转期间，空气通过由于轮胎侧壁的挠曲而引起的在沟槽中所包含的管的波动而泵送。
进一步根据本发明，将弹性管固定在固化充气轮胎的外侧壁中所包含的环状沟槽内的过程包括如下步骤：
(A) 清洗所述沟槽的壁以除去在沟槽壁上所包含的脱模涂层(脱模剂涂层，诸如例如先前施加到轮胎表面以促进将轮胎从其模具的表面脱模的硅树脂基成分，在该模具内，轮胎在升高的热和压力的条件下固化)。应领会，对沟槽侧壁的这种清洗可以是通过例如研磨(例如，通过表面研磨)或通过有机溶剂清洗中的至少一种，
(B) 将未固化的可硫化的液态橡胶涂料施加到沟槽表面(例如，沟槽壁上的薄涂料)，
(C) 将所述管定位在沟槽内，且所述未固化的液态橡胶涂料与所述管和沟槽表面相接触并且在所述管和沟槽表面之间(例如，以橡胶涂料接触管和沟槽壁两者的表面并且因此与所述两个表面连通的方式)，
(D) 将附加的未固化的液态橡胶的涂料施加到被包含在沟槽内的管的裸露表面，以及
(E) 固化未固化的可硫化液态橡胶以由此将管固定在沟槽内；
其中，所述可硫化液态橡胶由下列组成：
(1) 低粘度、可流动的二烯基弹性体成分(例如，具有充分低的粘度以便利地流入到沟槽的壁中并通过便利的方式包覆沟槽的壁)，或
(2) 由有机溶剂和二烯基橡胶成分组成的有机溶剂溶液(例如，接合剂)(其中，所述橡胶成分可以包含高或低粘度二烯基弹性体)，
其中，所述橡胶成分可以通过硫化而固化。
硫化可以在升高温度或在较低温度下通过包含添加剂以促进较低温度硫化而进行。
在一个实施例中，沟槽是轮胎的侧壁中的环状沟槽。
在一个实施例中，橡胶涂料的橡胶成分可以包含氧化钙(例如，以促进对可能包括水分（例如大气水分）的橡胶成分的干燥)。
在本发明的这样的过程的实施例中，由包含橡胶成分的可硫化的二烯弹性体制成的覆盖条以如下方式施加在包含液态橡胶包覆的管的沟槽上方，
(A) 缩小通向所述沟槽的开口并且因此接触所述轮胎侧壁的表面，
(B) 接触管上的液态橡胶涂料，并且可选地接触所述沟槽的壁，
其中，覆盖条和被包含在管和沟槽壁和管上并且与覆盖条相接触的橡胶涂料的组合被共同固化在一起以将管固定在沟槽内。
本发明提供了以下技术方案：
1. 一种充气橡胶轮胎，其包含充气腔并且由外圆周胎面、间隔开的胎圈部分、分别将所述胎圈部分与所述胎面边缘连接的两个侧壁和支撑所述胎面和侧壁的胎体组成，其中，所述侧壁中的至少一个在其外表面中包含至少一个环状沟槽，其中，所述沟槽包含在所述沟槽内的弹性管，其中，管利用包含在所述沟槽中的硫化橡胶固定在所述沟槽内，该硫化橡胶与所述沟槽的壁连通。
2. 根据方案1所述的轮胎，其中，管在无粘合剂的情况下通过所述橡胶涂料固定在所述沟槽内。
3. 根据方案1所述的轮胎，其中，橡胶覆盖条被提供以将所述管固定在所述沟槽内，其中，所述覆盖条缩小所述轮胎侧壁中的所述沟槽的开口并且接触所述沟槽内的橡胶涂料。
4. 根据方案3所述的轮胎，其中，橡胶覆盖条和在所述沟槽内的橡胶涂料共同固化在一起。
5. 根据方案1所述的轮胎，其中，所述轮胎侧壁沟槽通过以部分压扁和部分膨胀以由此使被包含在沟槽内的管交替地压缩和解压缩的方式弯曲而变形，以促使在泵送大气空气到所述轮胎的充气腔中的意义上发生自发泵送动作。
6. 根据方案5所述的轮胎，其中，所述管包含用以控制大气空气流入所述管中的流动的调节器和用以控制从所述管到所述轮胎腔体中的空气流动的方向的调节器，所述空气通过在所述轮胎旋转期间由所述轮胎侧壁的挠曲所引起的被包含在所述沟槽中的所述管的波动被泵送。
7. 一种将弹性管固定在固化橡胶充气轮胎的侧壁的外表面中所包含的圆形环状沟槽内的过程，所述过程包括如下步骤：
(A) 清洗所述沟槽的壁以除去所述沟槽壁上所包含的脱模涂层，
(B) 在所述沟槽内的所述沟槽表面上施加可硫化液态橡胶涂料，
(C) 利用所述橡胶涂料将所述管定位在所述沟槽内，所述橡胶涂料在所述管和沟槽壁之间并且因此与所述管和沟槽壁两者相接触，
(D) 将附加量的液态橡胶涂料施加于所述沟槽内包含的所述管的裸露表面，以及
(E) 固化所述橡胶涂料以由此将所述管固定在所述沟槽内；
其中，所述可硫化橡胶由下列构成：
(1) 低粘度、可流动的二烯基弹性体成分，或
(2) 由有机溶剂和二烯基橡胶成分构成的有机溶剂溶液，
其中，所述橡胶成分通过硫化而被固化。
8. 根据方案7所述的过程，其中，所述橡胶成分包含氧化钙。
9. 根据方案7所述的过程，其中，包含橡胶成分的可硫化二烯弹性体的覆盖条以如下方式被施加在包含橡胶包覆管的所述沟槽上面：
(A) 缩小通向所述沟槽的开口并且因此接触所述轮胎侧壁的表面，
(B) 接触所述管上的所述橡胶涂料，
其中，覆盖条和被包含在所述管和沟槽壁和管上并且与所述覆盖条相接触的橡胶涂料的组合被共同固化在一起以将所述管固定在所述沟槽内。
10. 根据方案9所述的过程，其中所述覆盖条也接触所述沟槽的壁。
11. 根据方案9所述的过程，其中，所述沟槽表面不包含粘合剂。
12. 一种制造轮胎的方法，包括如下步骤：
(A) 提供固化充气橡胶轮胎，该轮胎在其侧壁中具有环状沟槽，
(B) 将可硫化液态橡胶的涂料施加到所述沟槽的壁，
(C) 将柔性环状管***所述沟槽内，
(D) 将可硫化液态橡胶的涂料施加到所述沟槽内的所述管上，
(E) 加热所述沟槽和管以实现被施加的橡胶涂料的固化。
13. 根据方案11所述的方法，其中，所述液态橡胶涂料包含氧化钙。
14. 根据方案11所述的方法，其中，被加热的压板被用来使被施加的橡胶涂料固化在所述沟槽中。
15. 根据方案11所述的方法，其中，未固化的橡胶覆盖条施加在所述沟槽上方以包含所述管和液态橡胶涂料。
16. 根据方案15所述的方法，其中，所述橡胶覆盖条和液态橡胶涂料共同固化在一起以将所述管固定在所述沟槽内。
本发明还提供了以下技术方案：
1. 一种充气橡胶轮胎，其包含充气腔，其特征在于所述轮胎由外圆周胎面、间隔开的胎圈部分、分别将所述胎圈部分与所述胎面边缘连接的两个侧壁和支撑所述胎面和侧壁的胎体组成，其中，所述侧壁中的至少一个在其外表面中包含至少一个沟槽，其中，所述沟槽包含在所述沟槽内的弹性管，其中，管利用包含在所述沟槽中的硫化橡胶固定在所述沟槽内，该硫化橡胶与所述沟槽的壁和所述管连通并且是不同于所述充气轮胎的橡胶的橡胶。
2. 根据方案1所述的轮胎，其特征在于，所述环状沟槽不包含粘合剂以便将所述管固定在所述沟槽内。
3. 根据方案1所述的轮胎，其特征在于，可选的橡胶覆盖条缩小所述轮胎侧壁中的所述沟槽的开口以便将所述管固定在所述沟槽内。
4. 根据方案1所述的轮胎，其特征在于，所述轮胎侧壁沟槽通过以部分压扁和部分膨胀以由此使被包含在所述环状沟槽内的管交替地压缩和解压缩的方式弯曲而变形，以促使自发泵送动作发生以便将大气空气泵送到所述轮胎的充气腔中。
5．根据方案1所述的轮胎，其特征在于，所述管包含止回阀，当大气空气通过在所述沟槽中包含的所述管的波动被泵送时，所述阀操作以控制、促进或引起大气空气到轮胎的充气腔中的定向流动。
6. 一种将弹性管固定在充气轮胎的侧壁中所包含的圆形环状沟槽内的过程，其特征在于所述过程包括如下步骤：
(A) 清洗所述沟槽的壁以除去沟槽壁上所包含的脱模涂层，
(B) 在环状沟槽的沟槽表面上施加橡胶涂料，
(C) 利用所述橡胶涂料将所述管定位在所述环状沟槽内，所述橡胶涂料在所述管和沟槽壁之间并且因此与所述管和沟槽壁两者相接触，
(D) 将附加的橡胶涂料施加于所述环状沟槽内包含的所述管的裸露表面，以及
(E) 固化所述橡胶涂料以由此将所述管固定在所述环状沟槽内；
其中，所述可硫化橡胶由下列构成：
(1) 低粘度、可流动的二烯基弹性体成分，或
(2) 由有机溶剂和二烯基橡胶成分构成的有机溶剂溶液，
其中，所述橡胶成分通过以下方式被固化：
（3）硫化，或
（4）通过不同于硫化的化学固化。
7. 根据方案6所述的过程，其特征在于，所述橡胶成分包含氧化钙。
8. 根据方案6所述的过程，其特征在于，包含橡胶成分的可硫化二烯弹性体的覆盖条以如下方式被施加在包含橡胶包覆管的所述环状沟槽上面：
(A) 缩小通向所述环状沟槽的开口并且因此接触所述轮胎侧壁的表面，
(B) 接触所述管上的所述橡胶涂料，
其中，覆盖条和被包含在所述管和环状沟槽壁和管上并且与所述覆盖条相接触的橡胶涂料的组合被共同固化在一起以将所述管固定在所述环状沟槽内。
9. 根据方案6所述的过程，其特征在于，环状沟槽表面不包含粘合剂。
10. 一种制造轮胎的方法，其特征在于包括如下步骤：
(A) 提供轮胎，该轮胎在其侧壁中具有环状沟槽，
(B) 将液态橡胶的涂料施加到所述环状沟槽的壁，
(C) 将柔性环状管***所述环状沟槽内，
(D) 将液态橡胶的涂料施加到所述环状沟槽内的所述管上，
(E) 将未固化的橡胶覆盖条施加在所述环状沟槽之上以包含所述管和在环状沟槽内的液态橡胶涂料；
(F) 加热所述环状沟槽和管以实现被施加的橡胶涂料的固化。
附图说明
图1描绘在其侧壁中具有环状沟槽的充气轮胎的透视图，环状挠性管将被***所述沟槽中。
图2描述图1的轮胎，其中挠性管***该轮胎的侧壁中的环状沟槽中。
图3是图1的轮胎的局部截面图，描绘***到环状沟槽中的挠性管。
图4A是图1的轮胎的局部截面图，其中挠性管定位成放置在环状沟槽中，其中环状沟槽包含在该沟槽内的液态橡胶。
图4B是图4A的局部截面图，其中挠性管以置换液态橡胶的一部分的方式定位在环状沟槽中并且促使被置换的液态橡胶在挠性管的外表面与沟槽的壁之间流动以由此将管固定在沟槽内。
图4C描绘通过液态橡胶固定在沟槽内的管。
图4D描绘在轮胎的操作期间受压缩的管。
图5A描绘覆盖在沟槽开口上方的橡胶层。
图5B描述定位在沟槽内以覆盖沟槽开口的橡胶层。
具体实施方式
在图1中，安装在刚性轮辋(4)上的固化充气轮胎(1)的透视图设置有圆周胎面(2)和侧壁(8)，轮胎在其侧壁(8)的外表面中包含暴露且开放的环状(或圆形)沟槽(9)，具有壁(7)以在管内限定腔(在该图中未示出或未编号)的环状(或圆形)可固化的固化弹性管(3)将被***到所述沟槽中，其中，管(3)包含：诸如例如阀(5)的调节器，标记为(T进口)，该调节器用以当需要维持轮胎的适当的充气时使得空气能够进入管；和诸如阀(6)的调节器，标记为(T出口)，该调节器用以使得空气能够离开管，并且最后进入充气轮胎的腔中。调节器(5)和(6)可以被组合、一起被定位或被间隔开。
在图2中，呈现固化的充气轮胎(1)的侧面正视图，管(3)被包含在该轮胎的外部暴露的轮胎侧壁(8)中所包含的敞开的环状沟槽(9)中。
在图3中，呈现轮胎(1)的下部的放大局部截面图，其图示包含固化弹性管(3)的敞开沟槽(9)，该固化弹性管(3)被示出具有其壁(7)，其中，该管(3)通过沟槽开口(10)被***到沟槽(9)中。
在图4A中，呈现图3的放大图，示出轮胎侧壁(8)中的敞开沟槽9，该敞开沟槽9包含在敞开沟槽(3)的沟槽壁(9)内的一槽液态未固化的可固化橡胶(11)，未固化的可固化中空弹性管(3)具有限定其内腔(未编号)的管壁(7)，管（3）通过其沟槽开口(10)***到敞开沟槽(3)中。
在图4B中，图4A进一步被图示为管(7)已经被***到敞开沟槽(3)中以置换一槽液态未固化耐用橡胶的一部分以使液态未固化耐用橡胶在管(7)的侧面与沟槽(3)的壁之间流动以及由此部分地围绕(或部分地包围)沟槽(9)内的管(3)。
在图4(C)中，图4B进一步被图示为附加的液态橡胶已经被添加到沟槽(3)以使管由沟槽(3)内的液态橡胶包围。在一个实施例中，液态橡胶被固化以形成弹性橡胶以将弹性管(7)固定在沟槽(9)内。
在图4(D)中，图4C进一步被图示为液态橡胶固化以形成弹性体以将管(3)固定在沟槽(9)内，其中，通过轮胎侧壁(8)的挠曲，管(3)的壁(7)已经被压缩以闭合内管腔(未编号)，以开始由在轮胎旋转期间由轮胎侧壁的挠曲所引起的管(3)的空气泵送动作，以将空气从轮胎(1)的外部通过上述调节器和阀泵送到充气轮胎的内空气腔。
在图5(A)中，图4(C)进一步被图示为橡胶层(14)被施加在沟槽(3)的开口(10)的上方以将管(3)进一步固定在沟槽(3)内，其中，橡胶层(14)重叠轮胎侧壁(8)的一部分。
在图5(B)中，图5(A)进一步被图示为橡胶层(15)被嵌合在沟槽(3)内以连结沟槽(3)的侧面(9)，而不重叠轮胎侧壁(8)。
作为本发明的各实施例的部分概述，提供了由如下步骤构成的制造轮胎的方法：
(A) 提供在其侧壁中具有沟槽的轮胎，
(B) 将液态橡胶的涂料施加到沟槽的壁，
(C) 将柔性管***沟槽内，
(D) 将液态橡胶的涂料施加到沟槽内的管上，
(E) 加热所述沟槽和管以实现被施加的橡胶涂料的固化。
在一个实施例中，提供了这样的方法，其中，所述液态橡胶涂料包含氧化钙。
在一个实施例中，提供了这样的方法，其中，使用被加热的压板来使被施加的橡胶涂料固化在沟槽中。
在一个实施例中，提供了这样的方法，其中，未固化的橡胶覆盖条被施加在沟槽上方以包含管和液态橡胶涂料。
在一个实施例中，提供了这样的方法，其中，轮胎是在其侧壁中包含所述沟槽的固化的橡胶轮胎。
在一个实施例中，提供了这样的方法，其中，轮胎是在其侧壁中包含所述沟槽的未固化橡胶轮胎。
根据本文中所提供的对本发明的描述，本发明中的变型是可能的。虽然出于说明本发明的目的，已经示出了某些典型实例和细节，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，能够在其中做出各种改变和修改。因此，应理解，可在所描述的具体实例中做出改变，这将在如下面所附的权利要求所限定的本发明的全部预期的范围内。

Claims (10)

1. 一种充气橡胶轮胎，其包含充气腔，其特征在于所述轮胎由外圆周胎面、间隔开的胎圈部分、分别将所述胎圈部分与所述胎面边缘连接的两个侧壁和支撑所述胎面和侧壁的胎体组成，其中，所述侧壁中的至少一个在其外表面中包含至少一个沟槽，其中，所述沟槽包含在所述沟槽内的弹性管，其中，管利用包含在所述沟槽中的硫化橡胶固定在所述沟槽内，该硫化橡胶与所述沟槽的壁和所述管连通并且是不同于所述充气轮胎的橡胶的橡胶。
2. 根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述环状沟槽不包含粘合剂以便将所述管固定在所述沟槽内。
3. 根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，可选的橡胶覆盖条缩小所述轮胎侧壁中的所述沟槽的开口以便将所述管固定在所述沟槽内。
4. 根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述轮胎侧壁沟槽通过以部分压扁和部分膨胀以由此使被包含在所述环状沟槽内的管交替地压缩和解压缩的方式弯曲而变形，以促使自发泵送动作发生以便将大气空气泵送到所述轮胎的充气腔中。
5. 根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述管包含止回阀，当大气空气通过在所述沟槽中包含的所述管的波动被泵送时，所述阀操作以控制、促进或引起大气空气到轮胎的充气腔中的定向流动。
6. 一种将弹性管固定在充气轮胎的侧壁中所包含的圆形环状沟槽内的过程，其特征在于所述过程包括如下步骤：
(A) 清洗所述沟槽的壁以除去沟槽壁上所包含的脱模涂层，
(B) 在环状沟槽的沟槽表面上施加橡胶涂料，
(C) 利用所述橡胶涂料将所述管定位在所述环状沟槽内，所述橡胶涂料在所述管和沟槽壁之间并且因此与所述管和沟槽壁两者相接触，
(D) 将附加的橡胶涂料施加于所述环状沟槽内包含的所述管的裸露表面，以及
(E) 固化所述橡胶涂料以由此将所述管固定在所述环状沟槽内；
其中，所述可硫化橡胶由下列构成：
(1) 低粘度、可流动的二烯基弹性体成分，或
(2) 由有机溶剂和二烯基橡胶成分构成的有机溶剂溶液，
其中，所述橡胶成分通过以下方式被固化：
（3）硫化，或
（4）通过不同于硫化的化学固化。
7. 根据权利要求6所述的过程，其特征在于，所述橡胶成分包含氧化钙。
8. 根据权利要求6所述的过程，其特征在于，包含橡胶成分的可硫化二烯弹性体的覆盖条以如下方式被施加在包含橡胶包覆管的所述环状沟槽上面：
(A) 缩小通向所述环状沟槽的开口并且因此接触所述轮胎侧壁的表面，
(B) 接触所述管上的所述橡胶涂料，
其中，覆盖条和被包含在所述管和环状沟槽壁和管上并且与所述覆盖条相接触的橡胶涂料的组合被共同固化在一起以将所述管固定在所述环状沟槽内。
9. 根据权利要求6所述的过程，其特征在于，环状沟槽表面不包含粘合剂。
10. 一种制造轮胎的方法，其特征在于包括如下步骤：
(A) 提供轮胎，该轮胎在其侧壁中具有环状沟槽，
(B) 将液态橡胶的涂料施加到所述环状沟槽的壁，
(C) 将柔性环状管***所述环状沟槽内，
(D) 将液态橡胶的涂料施加到所述环状沟槽内的所述管上，
(E) 将未固化的橡胶覆盖条施加在所述环状沟槽之上以包含所述管和在环状沟槽内的液态橡胶涂料；
(F) 加热所述环状沟槽和管以实现被施加的橡胶涂料的固化。
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