自關(guān)閉式過濾器的制造方法
【專利摘要】自關(guān)閉式過濾器包括能連接至自充氣式輪胎的側(cè)壁的殼體。該殼體具有空腔，該空腔能與用于自充氣式輪胎的氣動控制閥的大氣空氣入口流體連通。該自關(guān)閉式過濾器還包括過濾介質(zhì)，該過濾介質(zhì)用于在允許大氣空氣由自充氣式輪胎的泵抽吸通過該過濾介質(zhì)進(jìn)入所述空腔的同時、阻止污染物進(jìn)入所述空腔。該自關(guān)閉式過濾器還包括連接到所述殼體的閥，該閥能選擇性地致動至打開狀態(tài)以及致動至關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)所述閥處于打開狀態(tài)時，所述過濾介質(zhì)暴露于沖擊在輪胎上的大氣。關(guān)閉狀態(tài)是用于當(dāng)閥處于關(guān)閉狀態(tài)時防止所述過濾介質(zhì)暴露于污染物。
【專利說明】自關(guān)閉式過濾器
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求享有美國臨時申請系列號61 / 699，684、申請日2012年9月11日的權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引用合并在此。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本實用新型涉及一種自關(guān)閉式過濾器，尤其涉及用于自充氣式輪胎的自關(guān)閉式過濾器。

【背景技術(shù)】
[0004]自充氣式輪胎可具有嵌裝在輪胎中的泵。當(dāng)輪胎滾動時，空氣從輪胎外部吸入泵中。泵將壓縮空氣排入輪胎空腔以給輪胎充氣。輪胎外部道路的污染物/雜質(zhì)的濃度在輪胎一圈的某些部分可能較高。例如，輪胎在道路表面附近的部分比頂部具有更多的污垢、灰塵、泥和水。在一些自充氣式輪胎中，道路污染物會與進(jìn)氣一起吸入泵中。
實用新型內(nèi)容
[0005]一種自關(guān)閉式過濾器包括能連接至自充氣式輪胎的側(cè)壁的殼體。該殼體具有空腔，該空腔能與用于自充氣式輪胎的氣動控制閥的大氣空氣入口流體連通。該自關(guān)閉式過濾器還包括過濾介質(zhì)，該過濾介質(zhì)用于在允許大氣空氣由自充氣式輪胎的泵抽吸通過該過濾介質(zhì)進(jìn)入所述空腔的同時、阻止污染物進(jìn)入所述空腔。該自關(guān)閉式過濾器還包括連接到所述殼體的閥，該閥能選擇性地致動至打開狀態(tài)以及致動至關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)所述閥處于打開狀態(tài)時，所述過濾介質(zhì)暴露于沖擊在輪胎上的大氣。關(guān)閉狀態(tài)是用于當(dāng)閥處于關(guān)閉狀態(tài)時防止所述過濾介質(zhì)暴露于污染物。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]參見下述詳細(xì)的描述和附圖，本實用新型示例的特征和優(yōu)勢將變得明顯，其中相同的附圖標(biāo)記相應(yīng)于相同或相似部件，盡管可能不是完全一致的部件。為了簡潔起見，具有之前描述過的功能的附圖標(biāo)記或特征可或不可結(jié)合它們出現(xiàn)的附圖進(jìn)行描述。
[0007]圖1是本實用新型自關(guān)閉式過濾器示例的透視圖；
[0008]圖2是輪/車輪和輪胎的端視圖，其上設(shè)置有根據(jù)本實用新型示例的自關(guān)閉式過濾器；
[0009]圖3是本實用新型自關(guān)閉式過濾器的示例的半示意性剖視透視圖；
[0010]圖4是根據(jù)本實用新型的過濾介質(zhì)的示例的透視圖；
[0011]圖5是根據(jù)本實用新型的具有孔口的閘門板/調(diào)節(jié)板/擋板示例的透視圖；
[0012]圖6是根據(jù)本實用新型圖4中示出的過濾介質(zhì)示例的透視圖，其附接/連接到圖5中示出的閘門板示例上；
[0013]圖7是圖6的示例的透視剖視圖；
[0014]圖8是本實用新型自關(guān)閉式過濾器的示例的剖視透視圖；
[0015]圖9A示出了本實用新型自關(guān)閉式過濾器示例在打開狀態(tài)的剖視圖；
[0016]圖9B示出了本實用新型自關(guān)閉式過濾器示例在關(guān)閉狀態(tài)的剖視圖；
[0017]圖1OA是根據(jù)本實用新型的位于輪胎上的自關(guān)閉式過濾器示例的半示意性剖視圖；
[0018]圖1OB是根據(jù)本實用新型的位于輪胎上的自關(guān)閉式過濾器示例的半示意性剖視圖的放大圖；
[0019]圖11是根據(jù)本實用新型的自關(guān)閉式過濾器示例布置在輪胎上的端視圖，該輪胎旋轉(zhuǎn)至一位置，在此自關(guān)閉式過濾器處于打開狀態(tài)；
[0020]圖12是根據(jù)本實用新型的設(shè)置在輪胎上的自關(guān)閉式過濾器示例的端視圖，其中該輪胎旋轉(zhuǎn)至一位置，在該位置自關(guān)閉式過濾器處于關(guān)閉狀態(tài)；
[0021]圖13A是根據(jù)本實用新型的位于輪胎上的自關(guān)閉式過濾器示例的半示意性剖視圖的放大圖；
[0022]圖13B是根據(jù)本實用新型的用于處于打開狀態(tài)下的自關(guān)閉式過濾器的管陣列的示例的半示意性透視圖；
[0023]圖13C是根據(jù)本實用新型的用于處于關(guān)閉狀態(tài)下的自關(guān)閉式過濾器的管陣列的示例的半示意性透視圖；
[0024]圖14A是根據(jù)本實用新型的設(shè)置在輪胎上的具有檻件(sill)的自關(guān)閉式過濾器示例的半示意性剖視圖；
[0025]圖14B是根據(jù)本實用新型的設(shè)置在輪胎上的具有翼片或擾流板的自關(guān)閉式過濾器示例的透視圖；
[0026]圖15是本實用新型自關(guān)閉式過濾器的另一示例的透視圖；
[0027]圖16是圖15中示出的自關(guān)閉式過濾器示例的剖視圖；
[0028]圖17是圖16中示出的自關(guān)閉式過濾器示例的剖視圖，其中胎壁被移除；
[0029]圖18是圖15中示出的自關(guān)閉式過濾器示例的透視圖，其中胎壁被移除；
[0030]圖19是圖18中示出的自關(guān)閉式過濾器示例的剖視圖；以及
[0031]圖20是圖18中示出的自關(guān)閉式過濾器示例的另一剖視圖。

【具體實施方式】
[0032]本實用新型主要涉及自關(guān)閉式過濾器。這樣的過濾器可用于例如用于商用卡車的自充氣式輪胎?？梢岳斫獾氖?，根據(jù)本實用新型的自關(guān)閉式過濾器可用于多種車輛類型的多種尺寸的輪胎。
[0033]圖1示出了本實用新型自關(guān)閉式過濾器17的示例。干凈的(經(jīng)過濾的)空氣經(jīng)由入口 22通過端口 23、23’從自關(guān)閉式過濾器17到達(dá)自充氣式輪胎50 (參見圖2)的氣動控制閥19 (參見圖10B)的進(jìn)氣口。氣動控制閥19可調(diào)節(jié)空氣流進(jìn)入泵(未示出)或從泵排出，由此調(diào)節(jié)自充氣式輪胎50中的氣壓。圖1示出的自關(guān)閉式過濾器17的示例包括殼體12、閥13以及過濾介質(zhì)16。閥13可選擇性地打開或關(guān)閉自關(guān)閉式過濾器17外部環(huán)境中的空氣和污染物到達(dá)/接近過濾介質(zhì)16的通路。如這里所使用的，環(huán)境指的是包括任何存在的污染物(例如，污垢、灰塵、道路垃圾、泥、水、其它流體以及顆粒物質(zhì)，等)的環(huán)境空氣。同時，外部指的是未被輪胎50或自關(guān)閉式過濾器17封閉的空間。在環(huán)境中運行的輪胎50承受著多種形式的多種污染物。例如，大量的灰塵會包圍輪胎50的下部(例如，接近道路表面接觸)。在另外的示例中，輪胎50可能行駛經(jīng)過下雨的狀況或駛過臟水或污泥，由于輪胎50自身的運轉(zhuǎn)或附近另一輪胎的運轉(zhuǎn)造成污染物的飛濺或煙塵。導(dǎo)致飛濺或煙塵的輪胎可能和自關(guān)閉式過濾器17位于同一車輛上，也可能在另外的車輛上。
[0034]自關(guān)閉式過濾器17包括鄰近過濾介質(zhì)16設(shè)置的蓋14，其用于閥13的操作，將在下面做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。在一個示例中，殼體12和蓋14可以是大致類似于矩形盒的形狀。自關(guān)閉式過濾器17可以是任何尺寸，其中該尺寸具有允許自充氣式泵操作的充足空氣流容量而不會對空氣流造成顯著的限制。顯著限制的一個示例是在通過干凈、干燥的過濾器的最大流量下從大約10英寸水至大約30英寸水或更大的壓降的范圍。在一個示例中，盒子可以是大約5厘米寬、2厘米高(沿著輪胎徑向尺寸方向)、1厘米深(沿著平行于輪胎50旋轉(zhuǎn)軸的軸線)。在另一個示例中，自關(guān)閉式過濾器17具有大致圓形的形狀(即，包括球形的一部分、圓柱形或類似于雞蛋的長圓形，等)。在另一示例中，自關(guān)閉式過濾器17可以是橢圓形，其中長軸在大約20毫米到大約50毫米的范圍內(nèi)，短軸在大約5毫米至大約20毫米的范圍內(nèi)，深度在大約5毫米至大約15毫米的范圍內(nèi)。自關(guān)閉式過濾器17可具有圓形的邊緣，例如，如果輪胎50被模制成順應(yīng)殼體12和蓋14的話。在一個示例中，暴露于外部環(huán)境的過濾介質(zhì)的面積在大約50平方毫米至大約100平方毫米的范圍內(nèi)。
[0035]在本實用新型的示例中，蓋14可以是可動的以打開或關(guān)閉閥13。蓋14可以由彈性材料制成，或者蓋14可以是基本剛性的。在具有基本上剛性的蓋14的示例中，蓋14可連接到彈性致動器上，或者輪胎側(cè)壁自身的彈性可用來使蓋14運動。蓋14的運動可以打開或關(guān)閉外部環(huán)境至過濾介質(zhì)16的通路。蓋14可連接到殼體12上，以關(guān)閉自關(guān)閉式過濾器17的閥13并防止或基本上減少可進(jìn)入過濾介質(zhì)16的污染物的量。
[0036]如圖2的示例所示，殼體12可容納在在自充氣式輪胎50的側(cè)壁上或安裝在其中以便連接至輪胎50內(nèi)側(cè)的控制閥19 (參見圖10B)。在輪胎50的生產(chǎn)過程期間，殼體12可模制到輪胎50的側(cè)壁中。下面將進(jìn)一步討論其它的連接機構(gòu)/方式。
[0037]參見圖3，蓋14可以以這樣的方式連接到殼體12，使得蓋14可在過濾介質(zhì)16上滑動。蓋14可直接在過濾介質(zhì)16上滑動，或者在過濾介質(zhì)16和蓋14之間布置閘門板24，如圖3所示。蓋14可作為閥13的一部分操作，能選擇性地(例如，通過輪胎50的撓曲)致動至打開狀態(tài)和致動至關(guān)閉狀態(tài)。圖3示出了處于關(guān)閉狀態(tài)下的閥13，該閥13具有覆蓋孔口 32的葉片28。殼體12可具有與過濾介質(zhì)16基本防泄漏的連接?；痉佬孤┲傅氖窍鄬^小的空氣量可沿著過濾介質(zhì)16的邊緣通過該過濾介質(zhì)。在一個示例中，過濾介質(zhì)16的邊緣周圍的空氣泄漏量可小于通過過濾介質(zhì)16的最大空氣流量的10%。
[0038]當(dāng)閥13處于打開狀態(tài)時，過濾介質(zhì)16暴露于沖擊在輪胎50上的大氣?？梢岳斫獾氖?，大氣包括空氣和污染物。關(guān)閉狀態(tài)是通過閥13的操作防止過濾介質(zhì)16暴露于污染物。
[0039]可以理解的是，當(dāng)閥13處于打開狀態(tài)時，過濾介質(zhì)16可在允許空氣通過的同時使污染物與空腔26隔絕。過濾介質(zhì)16可以抵擋來自外部環(huán)境的偶然飛濺。在一些情況中，過濾介質(zhì)16可能浸泡在水中，例如當(dāng)行駛在被水淹沒的路面時。在運行時，車輛上的輪胎50會遭遇到可形成煙塵的污染物，大致在輪胎50的接觸區(qū)段周圍、直至最接近道路表面40的輪/車輪98的輪輞的一部分周圍所限定的區(qū)域中。在關(guān)閉狀態(tài)下，閥13操作以基本上防止這些污染物進(jìn)入過濾介質(zhì)16。
[0040]可進(jìn)一步理解的是，自充氣式輪胎的泵在輪胎50旋轉(zhuǎn)時可以不總是允許將空氣吸入。例如，如果輪胎處于預(yù)定的壓力，則泵并不抽吸。泵可具有對應(yīng)于輪胎的旋轉(zhuǎn)的范圍的進(jìn)氣階段。在本實用新型的示例中，蠕動泵的進(jìn)氣階段可以(或可以不)與自關(guān)閉式過濾器17的閥13的打開和關(guān)閉相配合/協(xié)調(diào)。在一個示例中，在自關(guān)閉式過濾器17的后面可以是由泵引起的真空。
[0041]可以理解的是，根據(jù)本實用新型，在一轉(zhuǎn)/單個回轉(zhuǎn)中由泵抽吸入輪胎空腔(并因而通過自關(guān)閉式過濾器17)的空氣量與完全充氣的輪胎的空氣量相比可以相對較少。由于輪胎滾動數(shù)百轉(zhuǎn)每英里，并且每小時行進(jìn)許多英里，因此自充氣式輪胎的抽吸能力是足夠的。在一個示例中，自充氣式輪胎50可抽吸足夠的空氣以補償輪胎中的常規(guī)損失。例如，泵在一個月內(nèi)可向10psi (磅/平方英寸)的輪胎中增加大約Ipsi。從大約250SCCM(每分鐘標(biāo)準(zhǔn)立方厘米，Standard Cubic Centimeters per Minute)至大約 20000SCCM 范圍內(nèi)的空氣流可以流過自關(guān)閉式過濾器17。就空氣流的質(zhì)量而言，相同的示例為在STP下每分鐘大約0.3g(克)至大約26g范圍內(nèi)的干燥空氣。在一個示例中，商用卡車輪胎在常規(guī)工作條件下可容納處于約10psi (689千帕)的150升空氣。
[0042]在本實用新型的示例中，蓋14可包括在蓋14中限定開口 30的閘門葉片28。葉片28的形狀可以是剖面為梯形，如圖3所示。該梯形在與閘門板24接觸的表面處較寬。每個葉片28的相對兩側(cè)一起在離開閘門板24的方向上變細(xì)。隨著輪胎50旋轉(zhuǎn)，這一形狀通過提供楔形形狀的前緣以在葉片28在閘門板24上方運動時伸入污染物層之下，可以促使污染物分散離開孔口 32。
[0043]過濾介質(zhì)16可與閘門板24相接觸地設(shè)置以過濾流經(jīng)過濾介質(zhì)16進(jìn)入自關(guān)閉式過濾器17的空腔26的空氣。該空腔26與至少一個端口 23 (參見圖1)流體連通，將空氣經(jīng)由自充氣式輪胎50的氣動控制閥19 (如例如在圖1OB中所示)提供給泵。與過濾介質(zhì)16相比，閘門板24可具有更耐用、更少磨損的表面以便蓋14在其上滑動。過濾介質(zhì)16可在允許大氣被自充氣式輪胎50的泵抽吸通過過濾介質(zhì)16進(jìn)入空腔26的同時、阻止污染物進(jìn)入空腔26。在一個實例中，過濾介質(zhì)16可以在允許少量的污染物通過過濾介質(zhì)16的同時、基本上阻止污染物進(jìn)入空腔26中。如這里所使用的，基本上阻止指的是:如果顆粒物質(zhì)大于預(yù)定的尺寸，則顆粒物質(zhì)形式的污染物將被阻止。例如，采用SAE J726JUN2002，空氣凈化器試驗規(guī)程第5.4節(jié)，在最大流量下，當(dāng)暴露于150克的灰塵時，過濾介質(zhì)16的效率可以是至少約90%。暴露于灰塵后，跨過濾器的壓降在處于干凈的過濾器條件下的壓降的約70%以內(nèi)。壓降在最大流量下測得?？绺蓛舻淖躁P(guān)閉式過濾器17的壓降在最大流量下測量時可小于約Ipsi?？梢岳斫獾氖?，泵可操作地連接到控制閥19。
[0044]蓋14和空腔26的尺寸可被確定為適應(yīng)于自關(guān)閉式過濾器17的空氣流要求。本實用新型的自關(guān)閉式過濾器17的一個示例可具有多個葉片28、開口 30以及孔口 32。單個葉片28也可以用來打開和關(guān)閉閥13以允許和防止外部環(huán)境中的空氣和污染物通達(dá)自關(guān)閉式過濾器17的過濾介質(zhì)16。
[0045]在示例中，自關(guān)閉式過濾器17組件可省略閘門板24。與過濾介質(zhì)16直接接觸的葉片28(或蓋14的一部分)可選擇性地覆蓋設(shè)置在過濾介質(zhì)16的干凈側(cè)68的空腔26。過濾介質(zhì)16的干凈側(cè)68與過濾介質(zhì)16的臟污側(cè)側(cè)70相對。過濾介質(zhì)16的臟污側(cè)70是過濾介質(zhì)16的暴露于外部環(huán)境的一側(cè)。過濾介質(zhì)16的干凈側(cè)68是暴露于空腔26的一偵U?？涨?6的尺寸可被確定為在關(guān)閉狀態(tài)下被單個葉片28覆蓋。作為說明相關(guān)尺寸的一個示出，蓋14可從打開狀態(tài)偏移大約4毫米至關(guān)閉狀態(tài)，其中孔口 32是(沿著偏移方向)大約2毫米寬?？涨?6的尺寸可被確定為適應(yīng)于多個開口 30或單個開口 30。閘門板24可具有一個或多個孔口 32，孔口尺寸被確定為與葉片28的偏移相配合。在示例中，孔口 32可以是大約2毫米寬，同時葉片28在鄰近閘門板24處的表面可以是大約6毫米寬，而開口30可以是大約2毫米寬以配合蓋14的大約4毫米的偏移。
[0046]圖4-7—起示出了過濾介質(zhì)16和閘門板24的示例。閘門板24可限定孔口 32 (例如，如圖5-7所示)以在閥13處于打開的狀態(tài)時將過濾介質(zhì)16暴露于沖擊在輪胎50上的大氣?？捎媚ぷ鳛檫^濾介質(zhì)16以阻止水或其它污染物。如這里所使用的，膜指的是可用作兩相(例如，液體水和蒸氣)之間的有選擇性的屏障的材料層，并且在受到驅(qū)動力作用時對特定的粒子、分子或物質(zhì)保持不透性。在一個示例中，該膜可以是大約0.5毫米厚并且可通過粘合劑固定到閘門板24。在另一個示例中，該膜可通過焊接(例如，熱熔埋植螺絲(heatstake))連接到閘門板24上。
[0047]過濾介質(zhì)16可包括膜層；機織纖維層；非織纖維層；網(wǎng)狀泡沫層；活性炭層；多孔固體層；或它們的組合。纖維層的示例可包括聚四氟乙烯(PTFE)纖維(例如，Teflon?纖維，可從E.1.du Pont de Nemours and Company,Wilmington,Delaware 購買)以及可包括Gore-Tex?品牌材料，可從W.L.Gore & Associates, Inc., Elkton, Maryland 購買。多孔固體層的示例可包括壓縮碳炭。在示例中，過濾介質(zhì)16可包括布置在兩個機織纖維層之間的活性炭層。膜層的一個示例可包括非織尼龍,例如來自Pall的Versapor? 450R。
[0048]圖8、9A和9B示出了根據(jù)本實用新型的自關(guān)閉式過濾器17的示例。圖8示出了具有單個孔口 32的示例，圖9A和9B示出了具有兩個孔口 32的示例。可以理解的是，蓋14可逆式偏移用箭頭34示出。在圖9B中，蓋14的偏移致使閘門葉片28蓋住閘門板24上的孔口 32使其被封閉，以阻止外部環(huán)境的空氣和污染物與過濾介質(zhì)16接觸。這樣，閘門葉片28可被致動成在關(guān)閉狀態(tài)下覆蓋孔口 32，以及被致動成在打開狀態(tài)下不覆蓋孔口 32。在圖8中，箭頭44示出了閥13附近的空氣流。圖9A示出了處于打開狀態(tài)下的自關(guān)閉式過濾器17的示例，圖9B示出了蓋14的示例，其中該蓋14變形使得閥13成為關(guān)閉狀態(tài)。如圖9B所示，葉片28和孔口 32的尺寸被確定為使得葉片28的面向閘門板24的表面覆蓋孔口32。箭頭34示出了已經(jīng)發(fā)生的變形方向，該變形使得蓋14定位成造成閥13的關(guān)閉狀態(tài)。
[0049]現(xiàn)在參見圖10A和10B，自關(guān)閉式過濾器17示出為安裝在輪胎50的側(cè)壁上。輪胎50通過輪98 (參見圖2)的負(fù)載可將輪胎50壓靠著路面40，導(dǎo)致自關(guān)閉式過濾器17的至少一部分偏移(如箭頭41所示)。在負(fù)載下，輪胎50形成在路面40上的接觸區(qū)段，將輪胎50的負(fù)載分配給路面40。如這里所使用的，接觸區(qū)段指的是胎面/輪胎行駛面與路面接觸的全部區(qū)域，包括槽或其它凹陷部的區(qū)域，并且可以取決于負(fù)載和充氣(的程度)。如這里所使用的，路面40指的是連接到車輛上的輪胎50在其上行駛的所有表面。例如，路面40可以是經(jīng)鋪設(shè)的、未經(jīng)鋪設(shè)的、臟的、泥漿、沙地、煤渣、砂礫、黏土、石頭、混凝土、柏油、碎石、涂料、橡膠、塑料、木質(zhì)、金屬、金屬網(wǎng)、玻璃、冰、雪，等等以及它們的組合。圖10B示出了自關(guān)閉式過濾器17經(jīng)由端口 23和入口 22穿過輪胎50的側(cè)壁連接到控制閥19。
[0050]自關(guān)閉式過濾器17可接收來自氣動控制閥19的氣流，使其依次從空腔26通過過濾介質(zhì)16以清洗過濾介質(zhì)16。如此，自關(guān)閉式過濾器17可通過使空氣流反向通過過濾器而自清潔。自清潔可以例如關(guān)于/按照輪胎的每個回轉(zhuǎn)而周期性地進(jìn)行，只要在該回轉(zhuǎn)中吸入的空氣未在該回轉(zhuǎn)期間用來填充輪胎。
[0051]圖11示出了根據(jù)本實用新型的布置在輪胎50上的自關(guān)閉式過濾器17的示例，其中輪胎50旋轉(zhuǎn)到一個位置，在該位置自關(guān)閉式過濾器處于打開狀態(tài)。如圖11所示，輪胎繞著具有輪軸軸線36的軸/輪軸35旋轉(zhuǎn)。在圖11中，輪胎繞著軸線36旋轉(zhuǎn)的位置劃分為第一范圍42和第二范圍43。該第一范圍42和第二范圍43是互斥的，即第一范圍42和第二范圍43不重疊。在本實用新型的示例中，打開狀態(tài)相應(yīng)于輪胎50的圍繞軸35的旋轉(zhuǎn)位置的第一范圍42。輪胎50的圍繞軸35的旋轉(zhuǎn)位置的第一范圍42可包括閥13處于這樣一位置，在該位置污染物沖擊到閥13上的可能性最小。
[0052]如圖11所示，輪胎50的圍繞軸35的旋轉(zhuǎn)位置的第一范圍42可具有在大約40度與大約320度之間的閥13，其中O度限定為在輪胎50和路面40之間的接觸區(qū)段37的中心38。如這里使用的，在大約40度與大約320度之間指的是沿著起始于40度并終止于320度的旋轉(zhuǎn)方向。如此，在大約40度和大約320度之間不包括接觸區(qū)段37的中心的O度。彎箭頭45指示輪胎50的旋轉(zhuǎn)方向。以45指示的旋轉(zhuǎn)方向并不暗示著輪胎50限制為沿一個方向旋轉(zhuǎn)——即，輪胎50可順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)。在圖11中指示出了旋轉(zhuǎn)方向以便為圖11的詳細(xì)描述建立用于極坐標(biāo)系統(tǒng)的方向。
[0053]在圖11示出的實例中，第一范圍42關(guān)于接觸區(qū)段37對稱。在另一些的實例中，第一范圍42關(guān)于接觸區(qū)段37不對稱。在一個示例中，第一范圍42可具有沿旋轉(zhuǎn)方向45測量的在大約70度與大約320度之間的閥13。
[0054]與圖11不同，圖12示出了根據(jù)本實用新型的布置在輪胎50上的自關(guān)閉式過濾器的一個示例，其中輪胎50旋轉(zhuǎn)至一位置，在該位置自關(guān)閉式過濾器17處于關(guān)閉狀態(tài)。在該關(guān)閉狀態(tài)，防止過濾介質(zhì)16暴露于自關(guān)閉式過濾器17的外部環(huán)境中的污染物。關(guān)閉狀態(tài)相應(yīng)于輪胎50的軸35的旋轉(zhuǎn)位置的第二范圍43。如上所述，第一范圍42和第二范圍43是互斥的，即，第一范圍42和第二范圍43是不重疊的。輪胎50的圍繞軸35的旋轉(zhuǎn)位置的第二范圍43可包括閥13處于這樣一位置，在該位置污染物沖擊到閥13上的可能性最大。如圖12所示，輪胎50的圍繞軸35的旋轉(zhuǎn)位置的第二范圍43可具有在大約320度與大約40度之間的閥13，其中O度限定為輪胎50和路面40之間的接觸區(qū)段37的中心38。如這里所使用的，在大約320度與大約40度之間指的是沿著起始于320度、終止于40度的旋轉(zhuǎn)方向。如此，在大約320度與大約40度之間包括位于接觸區(qū)段中心處的O度。與第一范圍42相似，第二范圍43可關(guān)于接觸區(qū)段37對稱或不對稱。
[0055]在本實用新型的示例中，自關(guān)閉式過濾器17組件可以是模塊化的，由此允許過濾介質(zhì)16的簡單替換。在示例中，過濾介質(zhì)16是可替換的，使得自關(guān)閉式過濾器17的除了待替換的過濾介質(zhì)16以外的部分不會永久失效/報廢。例如,殼體12可例如通過模制和固化工藝永久性地固定到輪胎50上，，而蓋14是可移動的以便為替換提供到達(dá)/接近過濾介質(zhì)16的通路。
[0056]此外，自關(guān)閉式過濾器17可使用特定工具安裝在胎壁上并從其上移除以使得自關(guān)閉式過濾器17防撬。在一個實例中，并且如圖12示例性示出的，自關(guān)閉式過濾器組件可具有閉鎖特征/閉鎖結(jié)構(gòu)52以將自關(guān)閉式過濾器17連接到輪胎50上。閉鎖結(jié)構(gòu)52可采用互補型鑰匙工具54解鎖以使得自關(guān)閉式過濾器17防撬。在一個示例中，鑰匙工具54和閉鎖結(jié)構(gòu)52理論上可以類似于用于車輪的、用作防盜結(jié)構(gòu)的包括特定的套筒螺母鑰匙在內(nèi)的鎖定螺母。
[0057]在此設(shè)想了通過線性運動致動以打開和關(guān)閉過濾介質(zhì)16的閥13的不同構(gòu)型。例如，可通過離心力與輪胎側(cè)壁的壓力相結(jié)合使一質(zhì)量(塊)抵靠著偏壓彈簧運動。另外，運動/動力學(xué)機構(gòu)(例如，桿/杠桿、鉸鏈等)可用來與輪胎50的壓縮相結(jié)合地致動蓋14。例如，杠桿可放大由輪胎壓縮產(chǎn)生的位移。
[0058]此外，葉片28可以與輪胎50的側(cè)壁結(jié)合成整體以允許或防止流動至過濾介質(zhì)16。換句話說，輪胎50的側(cè)壁可用作蓋14來打開或關(guān)閉閥13，而不需要單獨的蓋14。
[0059]圖13A示出了自關(guān)閉式過濾器17的一個示例，其具有可折疊成為閥13’的管56。在這樣的示例中，閥13’可通過折疊管56的壁而被致動以防止空氣流過管56?？梢岳斫獾氖?，一個或多個管56可用于閥13’。例如，可使用柔性中空管56的陣列57，所述管具有一個向大氣敞開的端部并且另一個端部可操作性地連接到過濾介質(zhì)16?？梢岳斫獾氖?，陣列57可以是單排或單列，也可以多于一排或一列。在圖13A中，管56連接到歧管33。歧管33連接到殼體12’，其中過濾介質(zhì)16布置在該殼體中。過濾介質(zhì)16的干凈側(cè)68暴露于空腔26”。該空腔26”經(jīng)由入口 22連接至自充氣式輪胎50的氣動控制閥19。
[0060]圖13B和13C—起示出了分別處于打開和關(guān)閉狀態(tài)的管56的示例性布置。管腔58可被壓緊關(guān)閉，如附圖標(biāo)記59所示。管56的通常向大氣敞開的端部可被壓縮(由壓縮箭頭51指示)以將管56在關(guān)閉部分59處關(guān)閉，如圖13C所示。當(dāng)由輪胎50引起的壓縮從管56上移除時，管56可彈性地打開?？梢岳斫獾氖?，管56可沿著管56的長度的任何位置被壓緊以阻塞進(jìn)入自關(guān)閉式過濾器17的閥13’的流動。管56可在輪胎50中以不同構(gòu)型布線/敷設(shè)以利用輪胎50中出現(xiàn)的壓縮。例如，用于關(guān)閉管56的最佳的側(cè)壁壓縮可遠(yuǎn)離用于空氣進(jìn)入管中的進(jìn)入部位的最佳位置。圖14A是根據(jù)本實用新型的位于輪胎50上的具有檻件46的自關(guān)閉式過濾器17的示例的半示意性剖視圖。在自關(guān)閉式過濾器17的示例中，過濾器的形狀可以被確定為允許由于輪胎旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的慣性力將污染物從自關(guān)閉式過濾器17彈出/拋出/逐出以及允許引導(dǎo)自關(guān)閉式過濾器17周圍的污染物。例如，當(dāng)輪98旋轉(zhuǎn)時，水可能趨向于從輪98的中心(輪軸軸線36)徑向向外流至輪胎50。在一個示例中，檻件46可以被包括在自關(guān)閉式過濾器17的最接近輪軸軸線36的一部分上。檻件46可以是凸起以像堤壩一樣阻擋水流以及其它污染物。水和污染物趨向于采用阻礙最少的路徑來流動，由此繞著檻件46以及設(shè)置在檻件的相鄰、徑向外部的過濾介質(zhì)16流動。檻件46可引導(dǎo)水關(guān)于/朝向輪胎50的外部運動以使其流動離開過濾介質(zhì)16。檻件46的一個實例在圖14A中示意性地示出。
[0061]圖14B是根據(jù)本實用新型的布置在輪胎50上的、具有翼片或擾流板48的自關(guān)閉式過濾器17的示例的透視圖。如圖14B中所示，可采用翼片、擾流板、48及其組合來引導(dǎo)空氣關(guān)于/朝向輪胎50的外部移動，從而致使空氣流動以將碎屑從自關(guān)閉式過濾器17的外部清除。翼片可以是引導(dǎo)空氣流的凸起。擾流板可以是基本上擾動層流以及使得空氣流成為湍流的翼片的類型?？梢岳斫獾氖?，跨自關(guān)閉式過濾器17的空氣流可導(dǎo)致壓降，并且在車輛高速下擾流板可在自關(guān)閉式過濾器17的開口 30處減少壓降。
[0062]圖15-20—起示出了具有兩個空腔26、26’的自關(guān)閉式過濾器17’的示例。兩組31、31’開口 30限定在蓋14中。在圖15-20示出的示例中，兩組31、31’開口 30通過空腔26、26’與相應(yīng)的端口 23和23’選擇性地流體連通。此外，在圖15和16中自關(guān)閉式過濾器17被示出在輪胎50的一部分以內(nèi)。圖16示出了圖15中自關(guān)閉式過濾器17’的切開的透視剖視圖。蓋14與閘門板24’滑動接觸。過濾介質(zhì)16設(shè)置在閘門板24’和殼體12’之間。在圖15-20示出的示例中，閘門板由金屬薄片形成，并裹繞著殼體12’，以將過濾介質(zhì)16限制在閘門板24’和殼體12’之間。
[0063]圖17示出了圖16的自關(guān)閉式過濾器17’的部分，其中輪胎部分被移除。槽口 25限定在閘門板24’的凸緣27中，以在端口 23和凸緣27之間提供間隙。
[0064]圖18是圖15的自關(guān)閉式過濾器17 ’的透視圖，其中沒有輪胎50，并且示出了用于圖19和20中的視圖的透視線。
[0065]在圖19中，殼體12’與端口 23、23’作為整體單元示出。槽62接合殼體12’的保持特征/保持結(jié)構(gòu)64。保持結(jié)構(gòu)64可以是彈性塞，該彈性塞可與槽62相互操作以圍繞相對較硬的閘門板24’變形并進(jìn)入由槽62形成的空間，從而形成閘門板24’和殼體12’之間的嵌鎖?？蛇x地，殼體12’的保持結(jié)構(gòu)64可比閘門板24’硬，由此在組裝過程中閘門板24’可圍繞保持結(jié)構(gòu)64變形。圖19示出的示例中的空腔26、26’由隔膜29分開。隔膜29也可以給過濾介質(zhì)16提供支撐以在空氣被抽吸通過濾介質(zhì)16時防止過濾介質(zhì)16塌陷到空腔26、26’中。在另一個示例(未示出)中，過濾介質(zhì)16可填充空腔26、26’。
[0066]圖20示出了保持結(jié)構(gòu)64的兩種另外的情形，其中保持結(jié)構(gòu)以與圖19中保持結(jié)構(gòu)64接合槽62基本上相同的方式接合槽62。將閘門板24’彈扣式/卡扣式保持到殼體12’上使得不需要單獨的緊固件來保持，容易組裝，并且便于自關(guān)閉式過濾器17’的維修。自關(guān)閉式過濾器17’允許過濾介質(zhì)16在不毀壞自關(guān)閉式過濾器17’的情況下被替換。
[0067]可以理解的是，術(shù)語“連接/被連接/附接”和/或類似的術(shù)語在這里廣義地限定成涵蓋各種連接裝置和組裝技術(shù)。這些裝置和技術(shù)包括但不限于:(I) 一個部件和另一個部件之間的直接耦合，兩者之間不具有中間部件；以及(2) —個部件和另一個部件之間利用兩者之間的一個或多個部件的耦合，假設(shè)一個部件“連接”至另一個部件是與其它部件以某種方式操作性地連接(盡管它們之間存在一個或多個附加部件的存在)。
[0068]在描述和要求保護(hù)這里公開的示例時，單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”包括復(fù)數(shù)，除非文中另有明確的規(guī)定。
[0069]可以理解的是，這里提供的范圍包括陳述的范圍以及在陳述范圍內(nèi)的任何值或子范圍。例如，從大約40度至大約320度的范圍應(yīng)解釋為不僅包括明確指出的大約40度和大約320度的限制，還包括單獨的值，例如50度、75度、315度等，以及子范圍，例如從大約60度至大約300度，等。此外，當(dāng)使用“約”、“大約”來描述一個值時，這意味著涵蓋了所述值的小的變化(直至±10% )。
[0070]另外，貫穿說明書中當(dāng)提及“一個示例”、“另一個示例”、“一示例”等等時，指的是與該示例有關(guān)地描述的具體的元件/要素(例如，特征，結(jié)構(gòu)和/或特性)包括在這里描述的至少一個示例中，并且可以或可以不出現(xiàn)在其它的示例中。此外，可以理解的是，針對任何示例所描述的元件可以以任何合適的方式結(jié)合在不同的示例中，除非文中另有明確的規(guī)定。
[0071]盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了若干示例，但對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，顯然可以修改所公開的示例。因此，前文的描述應(yīng)認(rèn)為是非限制性的。
【權(quán)利要求】
1.一種自關(guān)閉式過濾器，其特征是，所述自關(guān)閉式過濾器包括: 能連接至自充氣式輪胎的側(cè)壁的殼體，該殼體具有空腔，該空腔能與用于自充氣式輪胎的氣動控制閥的大氣空氣入口流體連通； 過濾介質(zhì)，該過濾介質(zhì)用于在允許大氣空氣由自充氣式輪胎的泵抽吸通過該過濾介質(zhì)進(jìn)入所述空腔的同時、阻止污染物進(jìn)入所述空腔；以及 連接到所述殼體的閥，該閥能選擇性地致動至打開狀態(tài)以及致動至關(guān)閉狀態(tài)，其中: 當(dāng)所述閥處于打開狀態(tài)時，所述過濾介質(zhì)暴露于沖擊在輪胎上的大氣；以及 所述關(guān)閉狀態(tài)是用于當(dāng)閥處于關(guān)閉狀態(tài)時防止所述過濾介質(zhì)暴露于污染物。
2.如權(quán)利要求1所述的自關(guān)閉式過濾器，其特征是， 所述打開狀態(tài)相應(yīng)于所述輪胎的圍繞一軸的旋轉(zhuǎn)位置的第一范圍； 所述關(guān)閉狀態(tài)相應(yīng)于所述輪胎的圍繞該軸的旋轉(zhuǎn)位置的第二范圍；以及 第二范圍和第一范圍是互斥的。
3.如權(quán)利要求2所述的自關(guān)閉式過濾器，其特征是，所述輪胎的圍繞該軸的旋轉(zhuǎn)位置的第二范圍使得所述閥處于這樣的位置，在該位置污染物沖擊在該閥上的可能性最大。
4.如權(quán)利要求2所述的自關(guān)閉式過濾器，其特征是，所述輪胎的圍繞該軸的旋轉(zhuǎn)位置的第一范圍使得所述閥處于這樣的位置，在該位置污染物沖擊在該閥上的可能性最小。
5.如權(quán)利要求2所述的自關(guān)閉式過濾器，其特征是，所述輪胎的圍繞該軸的旋轉(zhuǎn)位置的第一范圍包括所述閥處于大約40度與大約320度之間，其中O度是在該輪胎與路面之間的接觸區(qū)段的中心。
6.如權(quán)利要求1所述的自關(guān)閉式過濾器，其特征是，所述閥包括: 與所述過濾介質(zhì)相接觸地設(shè)置的閘門板，所述閘門板限定孔口以在所述閥處于打開狀態(tài)時使所述過濾介質(zhì)暴露于沖擊在所述輪胎上的大氣；以及 閘門葉片，所述閘門葉片能致動成在所述關(guān)閉狀態(tài)下覆蓋所述孔口以及在所述打開狀態(tài)下不覆蓋所述孔口。
7.如權(quán)利要求1所述的自關(guān)閉式過濾器，其特征是，所述閥通過輪胎的撓曲被致動至所述打開狀態(tài)以及被致動至所述關(guān)閉狀態(tài)。
8.如權(quán)利要求1所述的自關(guān)閉式過濾器，其特征是，所述閥包括閘門葉片，所述閘門葉片能被致動成在所述關(guān)閉狀態(tài)下覆蓋所述過濾介質(zhì)以及在所述打開狀態(tài)時不覆蓋所述過濾介質(zhì)。
9.如權(quán)利要求1所述的自關(guān)閉式過濾器，其特征是，所述閥是管，所述管能通過使管壁塌陷而被致動成防止空氣和污染物流過該管。
10.如權(quán)利要求1所述的自關(guān)閉式過濾器，其特征是，所述過濾介質(zhì)選自下列中的任一者:膜層以及多孔固體層；或者， 所述過濾介質(zhì)包括一種組合，該組合是任意所述層的任意兩層或更多層的疊加的組口 O
11.如權(quán)利要求1所述的自關(guān)閉式過濾器，其特征是，在所述自關(guān)閉式過濾器上設(shè)置有翼片或擾流板，所述翼片或擾流板引導(dǎo)空氣關(guān)于輪胎的外部運動以使碎屑從所述自關(guān)閉式過濾器的外部排出。
12.如權(quán)利要求1所述的自關(guān)閉式過濾器，其特征是，在所述自關(guān)閉式過濾器上設(shè)置有檻件，所述檻件引導(dǎo)水關(guān)于輪胎的外部運動以流動離開所述過濾介質(zhì)。
13.如權(quán)利要求1所述的自關(guān)閉式過濾器，其特征是，所述自關(guān)閉式過濾器接收來自所述氣動控制閥的空氣流，使其從所述空腔通過所述過濾介質(zhì)，以清潔所述過濾介質(zhì)。
14.如權(quán)利要求1所述的自關(guān)閉式過濾器，其特征是，所述過濾介質(zhì)是可替換的，而不使自關(guān)閉式過濾器的除將要被替換的過濾介質(zhì)以外的部分永久失效。
15.如權(quán)利要求1所述的自關(guān)閉式過濾器，其特征是，所述自關(guān)閉式過濾器具有閉鎖結(jié)構(gòu)以將自關(guān)閉式過濾器連接到輪胎上，其中所述閉鎖結(jié)構(gòu)能利用形狀互補的鑰匙工具解鎖，以使所述自關(guān)閉式過濾器防撬。
16.如權(quán)利要求10所述的自關(guān)閉式過濾器，其特征是，所述過濾介質(zhì)選自下列中的任一者:機織纖維層、非織纖維層、網(wǎng)狀泡沫層以及多孔固體層；或者， 所述過濾介質(zhì)包括一種組合，該組合是任意所述層的任意兩層或更多層的疊加的組口 ο
17.如權(quán)利要求10或16所述的自關(guān)閉式過濾器，其特征是，所述多孔固體層是活性炭層。
【文檔編號】B60C29/06GK203995508SQ201320688664
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月11日
【發(fā)明者】L·P·貝內(nèi)特, L·M·帕提爾 申請人:伊頓公司