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轮胎气 门嘴

阅读：776发布：2020-05-13

专利汇可以提供轮胎气门嘴专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种配置用在轮胎(10)－车轮 (20)－装配体中的充气气门嘴 (330；430)，所述车轮包括轮胎的安装轮缘，所述轮胎具有直径DT的气门嘴孔，所述气门嘴包括：(i)可变形气门嘴底座(335；435)，其设计为以防漏的方式将所述气门嘴固定在所述气门嘴孔中，所述气门嘴底座具有直径DR的周边槽(36)，其中DR大于DT；(ii)具有圆形横截面的刚性直管(33)，其具有可以与测量轮胎压力或温度的电子系统相连接的装置。充气气门嘴包括分隔所述管(33)与气门嘴底座的环形中空空间(83；84)，并且所述环形中空空间(83；84)的体积大于当气门嘴(330，430)插入轮缘孔中时必然被移动的环形体积(93)的一半。，下面是轮胎气门嘴专利的具体信息内容。

权利要求

1、一种配置用在轮胎(10)—车轮(20)—装配体中的充气气门嘴(330；430)，所述车轮(20)包括轮胎(10)的安装轮缘，所述轮胎(10)具有直径DT的气门嘴孔，所述气门嘴包括：
—可变形气门嘴底座(335；435)，其设计为以防漏的方式将所述气门嘴固定在所述气门嘴孔中，所述气门嘴底座具有直径DR、宽度E 的周边槽(36)，设计以安装在气门嘴孔的边缘(21)上，其中DR大于DT；
—具有圆形横截面的刚性直管(33)，其第一端设置为留在轮胎的外部，其第二端具有可以与配置安装在轮胎内部的单元(40)相连接的装置，所述管穿过所述气门嘴底座；
其中，在气门嘴位于第一平面(71)和第二平面(72)之间的部分中具有分隔所述管与所述气门嘴底座的环形中空空间(83；84)，其中所述第一平面(71)垂直于所述管的轴线且在所述周边槽中间的位置与所述周边槽相交，所述第二平面(72)垂直于所述管的轴线且包含气门嘴底座上与所述管的所述第二端最近的点，并且所述环形中空空间(83；84)的体积大于或等于：
$\frac{({DR}^{2} - {DT}^{2}) \cdot π \cdot E}{8},$
其中所述管与所述第二平面(72)相交。
2、根据权利要求1所述的充气气门嘴，其中分隔所述管与所述气门嘴底座的所述环形中空空间(83；84)的体积小于或等于：
$\frac{({DR}^{2} - {DT}^{2}) \cdot π \cdot E}{2} .$
3、根据权利要求2所述的充气气门嘴，其中分隔所述管与所述气门嘴底座的所述环形中空空间(83；84)的体积小于或等于：
$\frac{({DR}^{2} - {DT}^{2}) \cdot π \cdot E}{4} .$
4、根据权利要求1所述的充气气门嘴，其中存在大于或等于15° 且小于或等于25°的角阿尔法(α)，使满足以下条件的圆锥体不与所述气门嘴底座相交：
—其轴线与所述管的轴线重合；
—其朝向所述管的第二端开口，且顶角等于阿尔法(α)；以及
—其顶点位于第三平面(73)上，所述第三平面(73)垂直于所述管轴线的并且在所述管的所述第一端和所述第一平面(71)之间与所述管相交，所述第一平面(71)与第三平面(73)之间的距离等于所述第一平面(71)与第二平面(72)之间的距离。
5、根据权利要求4所述的充气气门嘴，其中所述角阿尔法(α) 小于或等于20°。

说明书全文

技术领域

[0001]本发明涉及一种“卡扣(snap in)”式轮胎充气气门嘴，更具体地，涉及一种设计为与可以测量和/或传输某些轮胎使用参数的电子系统相结合的“卡扣”式气门嘴。

背景技术

[0002]在过去几年里，“智能”轮胎，即安装有可以测量某些参数 (例如充气压力、轮胎温度或滚动时施加在轮胎上的外力)的电子系统的轮胎已有很快发展。这些轮胎通常还具有可以将这样获得的测量值传输到轮胎所在的车辆的电子系统。为简短起见，在下文中，上述测量和/或传输系统被统称为“电子系统”。

[0003]这种电子系统通常位于轮胎内部。它们可以直接固定在轮胎本身上，例如在轮胎内壁上形成的腔内；专利申请US2005/021777 描述了这种方案的例子。另一种在轮胎中固定电子系统的方法是使用粘结在轮胎的内壁上的“补片(patch)”(参考例如专利US6,782,741)。第三种可能的方法是将电子系统连接在轮胎的充气气门嘴上：专利 US6,278,361描述了一种设计，其中传感器设置在连接到气门嘴上的壳体中。本发明涉及上述第三种方法。

[0004]现在已有的几类气门嘴设计用于显著不同的用途。在乘用车领域，特别熟知的是，气门嘴通过螺纹固定在轮缘上(“压紧”式气门嘴(clamp-in valves))：当已从轮缘的另一侧安装并通过拧上的螺母锁定轮胎时，将气门嘴本体引入对应于轮胎体内部的轮缘一侧的气门嘴孔中。气门嘴底座具有环形槽以支撑环形密封接缝。

[0005]另一种通过扣合定位来固定的气门嘴被称为“卡扣”式气门嘴。在这种气门嘴中，包含实际气门嘴机构的管(通常由金属制成) 被锚固在可由橡胶制成的气门嘴主体内。气门嘴主体具有配合在气门嘴孔边缘周围的周边槽。本发明涉及这种气门嘴；图4显示了一个例子。在专利US6,005,480中描述了包含电子系统的“卡扣”式气门嘴的例子。

[0006]把“卡扣”式气门嘴连接到配置安装在轮胎内部的电子系统上的一个简单方法是延长气门嘴管，并把电子系统机械固定在轮胎内部的气门嘴的端部上。

[0007]但是，延长气门嘴管可能带来不期望的效果，特别是使气门嘴不易安装，且气密性变差。

发明内容

[0008]本发明的目的是增强设计以连接到电子系统的充气气门嘴的安装简便性，并保证其防漏。在下文中，电子系统及其壳体(若有) 将被称为“配置安装在轮胎内部的单元”，或更简单地，被称为“单元”。

[0009]上述目的通过一种设计用于轮胎—车轮装配体中的充气气门嘴来实现，该装配体的车轮包括轮胎的安装轮缘，该轮胎具有直径 DT的气门嘴孔，所述气门嘴包括：—可变形气门嘴底座，其设计为以防漏的方式将气门嘴固定在所述气门嘴孔中，所述气门嘴底座具有直径DR、宽度E的周边槽，以安装在气门嘴孔的边缘上，其中DR大于DT；
—具有圆形横截面的刚性直管，其第一端设置为留在轮胎的外部，其第二端具有可以与配置安装在轮胎内部的单元相连接的装置，所述管穿过所述气门嘴底座；
其中，在气门嘴位于第一平面和第二平面之间的部分中具有分隔所述管与气门嘴底座的环形中空空间，其中所述第一平面垂直于所述管的轴线且在所述周边槽中间的位置与所述周边槽相交，所述第二平面垂直于管的轴线且包含气门嘴底座上与管的所述第二端最近的点，并且所述环形中空空间的体积大于或等于：

\frac{({DR}^{2} - {DT}^{2}) \cdot π \cdot E}{8},

其中所述管与所述第二平面相交。

[0010]当把气门嘴安装在轮缘上时，这种几何形状特别适合于正确地定位构成气门嘴底座的材料，这有利于安装且增强了气密性。此外，即使当管在气门嘴孔中倾斜时，这种几何形状也能增强由气门嘴保证的气密性，这可以发生在车轮严重受压的情况下。

[0011]本领域的普通技术人员应了解，将管与气门嘴底座分隔开的所述中空空间的体积不能是无限的。太大的中空空间对底座的稳定性有不利影响，因此不利于气门嘴底座和气门嘴孔之间的气密。优选地，将管与气门嘴底座分隔开的所述环形中空空间小于或等于

\frac{({DR}^{2} - {DT}^{2}) \cdot π \cdot E}{2},

更优选地，其小于或等于

\frac{({DR}^{2} - {DT}^{2}) \cdot π \cdot E}{4} .

[0012]在优选实施例中，选择气门嘴底座的几何形状，从而存在大于或等于15°且小于或等于25°(优选为小于20°)的角阿尔法 (α)，使满足以下条件的圆锥体不与气门嘴底座相交：—其轴线与所述管的轴线重合；
—其朝向所述管的第二端开口，且顶角等于阿尔法(α)；以及
—其顶点位于垂直于所述管的轴线的第三平面上并且位于所述管的第一端和所述第一平面之间，与所述第一平面以及所述第二平面的距离相等。
附图说明

[0013]通过附图的描述，将更好地理解本发明，其中：—图1显示了现有技术的车轮的示意性透视图，该车轮具有设计安装在连接到充气气门嘴的轮胎内部的单元；
—图2显示了现有技术的轮胎—车轮装配体的示意性截面图，该轮胎—车轮装配体具有设计安装在连接到充气气门嘴的轮胎内部的单元；
—图3显示了充气气门嘴以及连接到气门嘴上设计以容纳传感器的壳体的示意性透视图；
—图4至图7显示了没有安装在轮胎—车轮装配体上的“卡扣” 式气门嘴的示意性截面图；
—图8至图11显示了“卡扣”式气门嘴安装在轮胎—车轮装配体上之前和之后的示意性表示。

具体实施方式

[0014]图1显示了现有技术中的车轮20的透视图，其安装有充气气门嘴30和用以容纳传感器的壳体40。为清楚起见，未显示轮胎10。

[0015]图2显示了现有技术中的另一种轮胎—车轮装配体的截面图，其包括轮胎10和车轮20，安装有充气气门嘴30和用以容纳传感器的壳体40。图2还显示了轮胎—车轮装配体的转动轴50。

[0016]图3显示了充气气门嘴30和连接到气门嘴上设计以容纳传感器的壳体40的示意性透视图；例如US6,278,361描述了这种壳体。

[0017]图4显示了根据现有技术的“卡扣”式气门嘴130的示意性截面图。其包括：—带有螺纹的气门嘴嘴部，其上旋有螺帽32，采用螺帽32的目的是在充气或放气过程之外的时间保护气门嘴；
—金属管33，其中有实际的气门嘴机构(未显示)；
—护套34，例如由橡胶制成，设计用于保护管33；
—包括周边槽36(有时也被称作“密封直径”)的气门嘴底座35，周边槽36用来配合在气门嘴孔边缘的周围。
图4还显示了管33的轴线39。

[0018]管33的一端与周边槽36对准，由于没有管33的妨碍，因而可以(例如使用刀片)切断气门嘴底座35位于轮胎—车轮装配体内部的部分并从气门嘴孔中容易地取出另一部分，这便于拆除。

[0019]当必须把配置安装在轮胎内部的单元连接到气门嘴上时，可以有利地延长管33从而所述单元可以被固定到管的端部。图5显示了这样的气门嘴230。

[0020]已经发现以图5所示的气门嘴为例的气门嘴更难安装，并且与现有技术中的气门嘴相比，其气密性更差，例如图5中的气门嘴。

[0021]图8和9显示了这种情况。图8显示了现有技术中的气门嘴130安装在轮胎—车轮装配体的气门嘴孔中之前通过该气门嘴的截面，可以看见气门嘴130的边缘21。图8还显示了气门嘴孔的直径DT；在此例中，其是11.5mm。

[0022]在安装气门嘴130的过程中，气门嘴130被推入气门嘴孔中，从而槽36配合到气门嘴孔的边缘21上，在此例中，槽36的直径 DR是15mm。由于气门嘴130的底座的材料基本上是不可压缩的，气门嘴130的底座的局部受压引起材料的移动。

[0023]图9中示意性地显示了上述结果。可以看出一定量的材料已经移动到沿着管33延伸的中空空间V中。

[0024]现在，当管33恰好通过气门嘴底座35并延伸超过气门嘴底座35时，如气门嘴230的情况(图5)，由于体积V被管33的延伸部分占据，材料将不能移动。这导致更难安装，并且在气门嘴底座35 上产生压力，这对气门嘴底座35和其所插入的气门嘴孔之间的气密性产生不利影响。

[0025]借助于根据本发明的“卡扣”式气门嘴(如图6和7的横截面中示意性地显示的气门嘴)，可以克服上述难题。

[0026]与前述气门嘴相反，根据本发明的气门嘴具有特殊的气门嘴底座形状。

[0027]图6中的气门嘴330具有可变形气门嘴底座335和管33。其设计为安装在深度为1.8和4mm之间的气门嘴孔中，这意味着值E 接近4mm。图6还显示了第一平面71的位置和第二平面72的位置，该第一平面71垂直于管33的轴线39且在中间位置(即与槽36的两个边缘等距离)与(直径DR的)周边槽36相交，该第二平面72也垂直于管33的轴线39并包含气门嘴底座上最靠近配置到轮胎内部的管的端部的点。与图5中的气门嘴230相同，管33与所述第二平面相交，但是与图5中的气门嘴230不同，该气门嘴包括位于第一平面71 和第二平面72之间的环形中空空间83，该环形中空空间83将管33 与气门嘴底座分离，且其体积大于或等于当气门嘴330被插入气门嘴孔(直径DT)中时必然被移动的环形体积93的一半，在图中显示了气门嘴孔的边缘21。所述体积93基本上等于：

\frac{({DR}^{2} - {DT}^{2}) \cdot π \cdot E}{4},

其中E是周边槽36的宽度，在此例中是4mm。E对应于分隔轴环 136的中心和构成“密封唇缘”的壁236的距离。已发现当环形中空空间83的体积等于或大于环形体积93的一半时，很容易安装气门嘴，且其气密性也增强。

[0028]图7显示了本发明的优选实施例。对于气门嘴430，存在角阿尔法(这里α＝17°)使满足以下条件的圆锥体不与气门嘴底座 435相交：—其轴线与管33的轴线39重合；
—其朝配置在轮胎内部的管33的端部开口，且顶角等于阿尔法；以及
—其顶点85基本上位于第三平面73上，其中所述第三平面垂直于所述管的轴线39并且在通向气门嘴31的管的端部与第一平面71之间与所述管相交，且第一平面71与第三平面73之间的距离等于第一平面71与第二平面72之间的距离。

[0029]应注意，所说的圆锥体不与气门嘴底座435相交并不排除与可能形成在气门嘴底座435内的舌部37相交。该舌部37粘结在管 33上，且在气门嘴安装在气门嘴孔中时，相对于管33不发生任何移动。重要的是圆锥体与底座位于平面71和72之间且在安装中移动的部分必须不相交。

[0030]当然，气门嘴430还满足前述的标准，即环形中空空间84 的体积大于环形体积93的一半。在此例中，中空空间84的体积等于体积93的三分之二。

[0031]图10和11显示了这种状态。图10显示了安装在气门嘴孔中之前的气门嘴430；该图与图7基本相同。

[0032]在气门嘴430的安装过程中，气门嘴430被推入气门嘴孔中，从而槽36配合在气门嘴孔的边缘21上。由于气门嘴底座435的材料基本上是不可压缩的，气门嘴底座435的局部受压导致材料的移动，其结果示意性地显示在图11中。可以看出一定量的材料被移动从而填充到气门嘴底座435和管33之间的中空空间(84，见图7)中，并且局部与管33相接触。材料的移动由箭头表示。气门嘴底座435的特殊几何形状有助于部分所述移动(相当于材料围绕垂直于该截面的轴线转动的部分)，这有利于安装。

[0033]根据本发明的气门嘴的几何形状还具有增强其抗压性的作用。虽然现在普遍使用的气门嘴设计为能承受13bar的压力(或者在冷压(cold)为4.5bar时是最大额定压力的三倍)，但是根据本发明的气门嘴在19bar的压力下也不会发生泄漏。

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