CN101466561A - 轮胎气门和拆卸轮胎气门的方法 - Google Patents

Abstract

包括管子(33)并设计用于由轮胎(10)和车轮(20)构成的组合件的充气气门(230；330)，该气门包括：(i)卡扣机构(35、36)，能够将气门固定于在轮辋(21)中形成的圆形横截面的圆柱状孔中；(ii)适合于接受在该孔中用来旋转气门的扭矩的机构；(iii)提供有用于使气门附着在设计以装配在轮胎内的单元(40)上的机构的附着件(237；337)；使气门能够附着在单元上的机构是这样的，当气门在孔中以预先确定的转向旋转时使该附着件与单元分离。

Description

轮胎气门和拆卸轮胎气门的方法

技术领域

[0001]本发明涉及“卡扣式”(“snap-in”)轮胎充气气门以及装卸这种气门的方法。更具体地，本发明涉及其设计附有可测量和/或传送轮胎的某些应用参数的电子系统的“卡扣式”气门。

背景技术

[0002]近年来，已经迅速地开发出了所谓“聪明”轮胎，即带有能够测量某些参数，例如充气压力、胎温、在滚动时作用在轮胎上的外力的电子系统的轮胎。这样的轮胎一般还具有能够将如此得到的测量结果传送给装有该轮胎的汽车的电子系统。为简便起见，下面将把此测量和/或传送系统不加区别地称为“电子系统”。

[0003]此类电子系统经常被置于轮胎内。它们可直接被固定在轮胎本身上面，例如在轮胎内壁上形成的袋子中；专利申请US2005/021777叙述了这样的例子。在轮胎内固定电子系统的另一种方法是使用“贴片”，将其粘贴在轮胎的内壁上(参见例如专利US6,782,741)。第三种可能的方法是将整体的电子系统附着在轮胎充气气门上：专利US 6,278,361就叙述了一种设计，其中在附着在气门上的壳体中置有传感器。本发明就涉及此第三种方法。

[0004]当前有许多种气门，它们被设计用于完全不同的用途。在客车领域，具体地，用螺丝固定在轮辋上的气门(“卡扣式”气门)是已知的：气门体从轮辋外面沿径向插入气门孔中(相当于在装上轮胎之后的轮胎容积内部)，并被从径向旋入轮辋内的螺帽锁定到位。该气门的前面具有环状的缺口，以适应环状的密封接点。

[0005]另一类气门，已知作为“卡扣式”气门，是通过卡箍(clipping)固定到位的。在这种气门中，(通常是金属的)管子包围着实际的气门机构，此管子被固定在例如橡胶制的气门体上。气门体具有外围沟槽，用来容纳气门孔的边缘。本发明就涉及这种气门，其例子如在图1中所示。在专利US 6,005,480中叙述了带有电子系统的“卡扣式”气门的例子。在文献US 6,851,308和WO 2005/123421中可找到其它例子。

[0006]在安装轮胎之前，通过将气门定位在轮辋径向外侧(相当于安装轮胎之后轮胎容积的内部)，然后将气门头插入气门孔中，再用工具拉动此气门头，直至气门孔的边缘咬合到气门体的外围沟槽内，如此就装配了“卡扣式”气门(还参见图7)。在该操作期间通常提供液体(例如肥皂溶液)以便于将沟槽装配在气门孔上。由气门孔边缘与气门体之间的防漏接触来保证气密性。

[0007]一般说来，通过拆下气门而使之解体。例如，使用与装配气门时使用的同一种工具，拉动气门头，直至整个气门体经过气门孔出来。

[0008]当在气门上带有电子系统时，以严格类似的方法装配气门，然而要小心不要损坏此电子系统。而拆卸的过程要更复杂一些，特别是当电子系统有一定尺寸时，必须先将气门和电子系统分离，然后再拆下气门。这可能必须先取下轮胎，具有损坏电子系统的一定危险。

发明内容

[0009]本发明的目的是，使附着到太大或太容易损坏，而在拆卸气门时难以通过气门孔的电子系统的“卡扣式”气门更容易拆卸。下面，电子系统及其壳体(如果有的话)将被称为“设计以装配在轮胎内的单元”，或者简称为“单元”。

[0010]由包括管子的充气气门就实现了此目的，设计该气门用于由轮胎和车轮(包括轮辋)组成的组合件，该气门包括：

-卡扣机构，能够将气门固定于在轮辋中形成的圆形横截面的圆柱状孔中；

-适合于接受在该孔中用来旋转气门的扭矩的机构；

-提供有用于使气门附着在设计以装配在轮胎内的单元上的机构的附着件；

其中，使气门能够附着在单元上的机构是这样的，当气门在孔中以预先确定的转向旋转时使该附着件与单元分离。

[0011]应该注意到，当安装或在使用的过程中，“卡扣式”气门必须不能在气门孔中旋转，否则就会损坏气门。因此，现有技术的技术人员都不太愿意在气门孔中旋转气门。本发明基于如下的发现，即当拆卸气门时，在其孔中旋转气门是可接受的，只要这个气门以后不再使用即可。

[0012]附着件要与该管子的一端相配合。在此情况下，该单元就直接固定在管子上，并与管子成为一体。此实施方案的优点是，减少了零件的总数，使得气门的制造更为简单。可选地，附着件可以是与管子不同的零件。

[0013]优选在该管子中提供适合于接受使气门在气门孔中旋转的扭矩的机构。这使得利用了该管子的刚度。

[0014]在第一个优选实施方案中，为充气气门提供在气门管子上形成的螺母，此螺母适合于接受用来使气门在孔中旋转的扭矩。然后使用传统的工具，例如平扳手就能够使气门在气门孔中旋转，如此使气门能够与设计以装配在轮胎内侧的单元分离，而不用取下轮胎。

[0015]此实施方案具有的另一个优点是，从外面简单地目视检查轮胎-车轮组合件(即不用拆下轮胎)就能够了解到正在使用的设计以附着在电子单元(其设计以装配在轮胎内侧)的气门，并且相应地与拆卸轮胎的方法相适应。因此，可避免使用不适当的轮胎拆卸方法使该单元遭受意外的破坏。

[0016]在第二个优选实施方案中，该气门具有气门嘴，其提供有具有第一螺距P1的外螺纹(与适合于接受用来使气门在气门孔中旋转的扭矩的机构不同，是没有这个的)，预先确定的旋转方向就是气门嘴的螺纹方向。在此，“气门嘴的螺纹方向”理解为意指适当的带螺纹(thread-tapped)物体(例如气门保护帽)必须按照此方向转动才能将其旋到气门嘴上。因此，当在气门嘴上旋上适当的工具(例如传统的气门拆卸工具)，而且该工具在达到气门嘴的(或工具的)螺纹端部之后继续在螺纹方向旋转时，气门在其气门孔中旋转，这就使气门能够与设计以装配在轮胎内部的单元分离，而不用拆下轮胎。

[0017]与第一实施方案相比，第二实施方案的优点在于，操作更为简单，需要的工具更少。无需管子上的螺帽，这就降低了其制造成本。

[0018]在一个特定的实施方案中，给附着件提供用于通过“旋转咬合”将气门附着在单元上的机构，“旋转咬合”即通过与围绕平移方向的旋转相关联的平移运动而建立和松开固定的固定方法。这样的固定方法一般存在于电触头领域；其中例如卡口式触头(bayonet connector)是公知的。当气门在气门孔中旋转例如经过四分之一圈时，就松开了固定，对从其气门孔中取出气门的运动不再提供阻力。当然，对如上所述的第一和第二实施方案，都可以使用通过“旋转咬合”的附着方法。

[0019]在一个可供选择的实施方案中，附着件提供有具有第二螺距P2的螺纹，此螺纹能够通过旋动螺纹使气门附着在单元上，附着件螺纹轴线基本与气门在气门孔中旋转的轴线相同。要注意附着件的螺纹可以是内螺纹(带螺纹的孔)或外螺纹。

[0020]按照此实施方案，通过在与螺距P2相反的方向旋转气门，将气门从设计以装配在轮胎内部的单元松开，所以气门旋转的效果是从气门上旋下该单元。

[0021]当气门具有带第一螺距P1的外螺纹的气门并且附着件具有带第二螺距P2的螺纹时，第二螺距优选地相对于第一螺距反向。因此，当在气门嘴上旋入适当的工具，并且在到达气门嘴上螺纹端部之后，继续在螺纹方向旋转工具时，就会拆下设计以装配在轮胎内侧的单元。

[0022]本发明还涉及用于拆卸气门的方法，包括：

-卡扣机构，能够将气门固定于在轮辋中形成的圆形横截面的圆柱状孔中；

-适合于接受在该孔中用来旋转气门的扭矩的机构；

-提供有用于使气门附着在设计以装配在轮胎内的单元上的机构的附着件，当该气门以预先确定的旋转方向在孔中旋转时，附着件与单元分离；

该气门被安在气门孔中，并附着在设计以装配在轮胎内部的单元上，该方法包括如下步骤：

(A)在适合于接受扭矩的机构上施加扭矩，致使气门在孔中以预先确定的旋转方向旋转，直至气门与该单元分离；

(B)从轮辋中拉出气门。

[0023]当然，这种拆卸方法只是在附着在气门上的单元不能自由地随着气门相对于气门孔的旋转运动时才有用。由于单元一般在垂直于气门孔轴线的至少一个方向上比较大，它会被轮辋挡住。如果不是这样，必须用某些其他方法避免单元旋转，例如用手将其牢牢握住。

[0024]最后，本发明涉及拆卸气门的方法，包括：

-卡扣机构，能够将气门固定于在轮辋中形成的圆形横截面的圆柱状孔中；

-提供有具有第一螺距P1的外螺纹的气门嘴，它适合于接受用来使该气门在孔中旋转的扭矩；

-提供有具有第二螺距P2的螺纹的附着件，该螺纹能够通过旋入而将气门附着在单元上，该附着件的螺纹轴线与气门在气门孔中的旋转轴线基本相同，当气门以与气门嘴螺纹方向相反的方向在气门孔中旋转时，该附着件就与单元分离；

该气门被安装在气门孔中，并附着在设计以装配在轮胎内部，该方法包括如下步骤：

(A)将拉出气门的工具(或等价物)旋到气门嘴上；

(B)在到达气门嘴螺纹端部之后，继续在螺纹方向转动该工具，致使气门在孔中旋转，直至气门与单元分离；

(C)从轮辋中拉出气门。

附图说明

[0025]从对附图的说明中将更好地理解本发明，其中：

-图1表示现有技术的车轮的示意性的立体图，该车轮装有设计以装配在轮胎内部并附着在充气气门上的单元；

-图2表示现有技术的轮胎-车轮组合件的示意性的剖视图，该组合件装有设计以装配在轮胎内部并附着在充气气门上的单元；

-图3表示充气气门的示意性的立体图，具有附着在气门上设计用来容纳传感器的壳体；

-图4示意性地表示现有技术的“卡扣式”气门；

-图5和6示意性地表示按照本发明的“卡扣式”气门；

-图7示意性地说明附着在装有电子系统的壳体上的“卡扣式”气门的装配步骤；

-图8示意性地说明传统的“卡扣式”气门的拆卸；

-图9和10示意性地说明按照本发明的“卡扣式”气门的拆卸。

具体实施方式

[0026]图1表示现有技术车轮20的立体图，该车轮20装配有充气气门30和用来容纳传感器的壳体40。为了更加清楚，没有显示出轮胎10。

[0027]图2表示现有技术的另一个轮胎-车轮组合件的剖视图，该组合件包括轮胎10和车轮20，并装有充气气门30和用来容纳传感器的壳体40。还显示出轮胎-车轮组合件的旋转轴线50。

[0028]图3表示充气气门30和附着在该气门上并设计用来容纳传感器的壳体40的示意性的立体图；这样的壳体例如从US 6,278,361可知。

[0029]图4示意性地表示现有技术的“卡扣式”气门130。这包括：

-气门嘴31，具有右旋螺纹，在其上面旋有盖帽32(以剖面表示以不遮挡气门嘴)，其目的是在除了充气或放气过程的时间内保护气门；

-金属管33，在其内侧是实际的气门机构；

-护套34，例如是橡胶制的，用来保护金属管33；

-气门座35，包括外围沟槽36用来接受气门孔的边缘。

气门130还可以包括能够将设计以装配在轮胎内部的单元固定到气门130上的零件137。

[0030]图7示意性地说明装配附着在装有电子系统的壳体40上的“卡扣式”气门130(参见图4)的步骤。在安装轮胎10之前先装配气门130。使气门130定位于轮辋21(相当于在装好轮胎之后轮胎容积内)径向外侧，然后将气门嘴31插入气门孔。然后，将工具60的端部旋到气门嘴31上，并使用如杠杆之类的工具，在箭头61所指的方向施加力，拉出(在方向62)气门。如此使气门座的槽36(参见图4)与气门孔相咬合。通常在此操作的过程中要涂刷液体(例如肥皂溶液)以便于将沟槽装配在气门孔中。通过气门孔边缘和气门座35之间的防漏接触来保证气密性。

[0031]图8示意性地说明“卡扣式”气门130的拆卸。一旦从气门嘴31上除去盖帽32(参见图4)，就使用相当于图7中的工具60的工具，将其端部63旋到气门嘴31上(图8(a))。因为气门嘴31带有右旋螺距的螺纹，此旋到是按顺时针(箭头64)进行的。当工具的端部63完全旋到气门嘴31时，例如通过使用如杠杆(图8(b))的图7的工具60，拉出气门130使之不再与轮辋21咬合(箭头65)。图8(c)表示随着气门130从气门孔脱出，气门座35发生的变形；一般说来，在此操作之后，此气门就不再使用。

[0032]当然，当在气门130上附有电子系统时，图8的拆卸方法就不再适用。当气门130从气门孔中脱出时，装有电子系统的壳体很容易碰到轮辋，甚至于严重变形或破裂。因此在如图8中所述过程之前，必须卸下轮胎10并使气门130与电子系统分离。然而，在卸下轮胎10的过程中，还是有不可忽略的可能损坏电子系统的危险。

[0033]图5和6表示按照本发明的气门230和330，它们能够克服这样的困难。

[0034]图5表示气门230，其中在管子33上形成螺母238。在所示的实例中，这是六角形的螺母，但在管子上也可以形成适合于接受扭矩的任何其它螺母(具有两个平面的螺母、星形螺母)。图9表示可能由气门230进行的拆卸方法。第一步是使用装配螺母238的平扳手70旋下壳体40(图9(a))。此壳体足够大，使其不会一直旋转而不被轮辋挡住。因此，在逆时针方向(箭头71)施加扭矩，将使壳体40从具有右旋螺纹的附着件237上旋下(图9(b))。当壳体40与气门130分离时(图9(c))，通过将工具的端部63旋到气门嘴31(箭头64)，然后如图8(c)中拉出气门230，即可如在图8中所示完成气门130的拆卸。应注意，这样的拆卸方法并不需要先拆下轮胎10。

[0035]然而，使用例如气门230的气门具有某些缺点。具有螺母238的气门230比例如130的气门更为昂贵。再有，此拆卸方法涉及到使用两种不同的工具(气门拉出工具和平扳手)，这可能使该方法更费时间。

[0036]用图6中所示的气门330就克服了此缺点。此气门的特征在于，在附着件337上的螺纹与气门嘴31上的螺纹是相反的。由于在力学标准(例如ETRTO标准)中规定右旋螺纹是气门嘴31专用的，所以对附着件337一般优选使用左旋螺纹，但这并非是限制性的特征，重要的是在附着件337上的螺纹要与在气门嘴31上的螺纹相反。

[0037]图10说明相应的拆卸方法。在第一步中，将与图7的工具60相当的工具的端部63旋到气门嘴31上(图10(a))。旋到是按照顺时针的方向(箭头64)进行的。当端部63完全旋到气门嘴31上时(图10(b))，与在图8中所示的方法相反，继续旋转端部63而不改变旋转方向。如果壳体40大到足以避免它一直旋转而不会被轮辋卡住，就会施加扭矩开始将壳体40从附着件338上旋下(图10(c))。如果此件338的螺纹方向与气门嘴31上的螺纹方向是相同的，此操作的结果将更加将壳体40旋紧在附着件338上，但由于螺纹是相反的，所以壳体40就从附着件338上旋下。当此壳体与气门330完全分离(图10(d))时，通过如在图8(c)中所示拉出气门230而继续如图8中的此方法。应注意，此拆卸方法并不需要预先拆下轮胎10；只使用在轮胎装配中心和汽车修理厂公知的一种工具就能够进行。

[0038]出于简化说明的原因，说明本发明的附图只是表示了能够通过螺纹附着壳体/单元40的气门。当然使用通过如在前面所述“旋转咬合”的方法固定的系统也会得到同样的结果。

Claims (11)

1、包括管子(33)并设计用于由轮胎(10)和车轮(20)构成的组合件的充气气门(230；330)，该气门包括：

-卡扣机构(35、36)，能够将气门固定于在轮辋(21)中形成的圆形横截面的圆柱状孔中；

-适合于接受在该孔中用来旋转气门的扭矩的机构；

-提供有用于使气门附着在设计以装配在轮胎内的单元(40)上的机构的附着件(237；337)；

其中，使气门能够附着在单元上的机构是这样的，当气门在孔中以预先确定的转向旋转时使该附着件与单元分离。

2、按照权利要求1所述的充气气门，其中在气门的管子(33)上提供接受用来使气门在孔中旋转的扭矩的适当机构。

3、按照权利要求1或2中任意一项所述的充气气门，其中该附着件与气门的管子(33)相配合，使得单元直接附着在该金属管上。

4、按照权利要求1或2中任意一项所述的充气气门，其中附着件(237；337)与气门的管子(33)不同。

5、按照权利要求2所述的充气气门，其中气门提供有在气门的管子(33)上形成的螺母(238)，此螺母适合于接受用来使气门在孔中旋转的扭矩。

6、按照权利要求2所述的充气气门，其中该气门包括提供有具有第一螺距(P1)的外螺纹的气门嘴(31)，其中预先确定的旋转方向是气门嘴上的螺纹方向。

7、按照权利要求1至6中任意一项所述的充气气门，其中附着件(237；337)提供有通过旋转咬合将该气门附着在单元上的机构。

8、按照权利要求1至6中任意一项所述的充气气门，其中附着件(237；337)提供有具有第二螺距(P2)的螺纹，此螺纹使该气门能够通过螺纹而附着在单元上，附着件的螺纹轴线基本与气门在气门孔中的旋转轴线相同。

9、按照权利要求8和6所述的充气气门，其中第二螺纹(P2)与第一螺纹(P1)是相反的。

10、按照权利要求1所述的气门(230；330)的拆卸方法，该气门装配在气门孔中，并附着在设计以装配在轮胎(10)内部的单元(40)上，此方法包括如下步骤：

(A)在适合于接受扭矩的机构上施加扭矩，致使气门在孔中以预先确定的旋转方向旋转，直至气门与该单元分离；

(B)通过拉动从轮辋(21)中拔出气门。

11、按照权利要求6至9中任意一项所述的气门(230；330)的拆卸方法，该气门装配在气门孔中，并附着在设计以装配在轮胎(10)内部的单元(40)上，此方法包括如下步骤：

(A)将拉出气门的工具(60)旋到气门嘴(31)上；

(B)在到达气门嘴螺纹端部之后，继续在螺纹方向旋转该工具，致使将气门在孔中旋转，直至气门与单元分离；

(C)通过拉动从轮辋(21)中拔出气门。

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