具有多区域尖端构型的压实机车轮的制作方法

本发明总体涉及一种压实机车轮，且更具体地涉及具有多区域尖端构型的压实机车轮。

背景技术：

压实机，比如填埋压实机和土壤压实机通常包括钢轮，该钢轮配装有尖端，该尖端从车轮径向向外延伸以接合和压实在其上驱动压实机的材料。一些尖端可提供有助于推进压实机的纵向牵引力，而其他尖端可提供有助于阻止压实机的侧向滑动的横向牵引力。然而其他尖端可增加压实深度或用以切割和栅格在其上行驶压实机的材料。许多不同类型的尖端可用于且适用于特定目的。

在1978年2月21日授予Cochran的美国专利号4,074,942(“’942专利”)公开了一种具有十字形尖端和切割刀片(亦称切碎机)的组合的示例性压实机车轮。十字形尖端提供纵向牵引力和横向牵引力，而刀片提供切碎功能和纵向牵引力。在’942专利示出的构型中，十字形尖端以三个中心定位的组周向地对齐，其中一组周向对齐的刀片位于车轮的每个相对边缘。

尽管’942专利的压实机车轮可适用于某些应用，但其不可以同样适用于其他应用。例如，十字形尖端(其提供较大量横向牵引力)位于不能完全实现横向牵引力的益处的车轮的中心。此外，刀片(其相比十字形尖端不太牢固，因此磨损较快)置于车轮上最大磨损位置。因此，刀片需要比十字形尖端更经常被替换，且在不同时间，导致相关机器的停机时间。此外，一些应用可以获益于较少数目的较大和较贵十字形尖端。

本发明的压实机车轮旨在克服现有技术的一个或多个缺陷。

技术实现要素：

在一个方面，本发明涉及一种压实机车轮。压实机车轮可包括具有第一边缘区域、第二边缘区域和位于第一边缘区域和第二边缘区域之间的中心区域的轮缘。该车轮还可具有在第一边缘区域处从轮缘径向向外突出的第一多个加号形尖端，以及从中心区域径向向外突出的第二多个桨形尖端。

在另一个方面，本发明涉及另一种压实机车轮。该压实机车轮包括轮缘和从该轮缘径向向外突出的第一多个尖端。第一多个尖端可配置成主要向轮缘提供周向牵引力。该压实机车轮还可包括从轮缘径向向外突出的第二多个尖端。第二多个尖端可配置成主要向轮缘提供横向牵引力。第一多个尖端的数目可大于第二多个尖端的数目。

在又一个方面，本发明涉及一种制造压实机车轮的方法。该方法包括将第一多个桨形尖端连接到轮缘的中心区域，将第二多个加号形尖端连接到轮缘的第一边缘，以及将第三多个加号形尖端连接到轮缘的第二边缘。第一多个桨形尖端的数目大于第二多个加号形尖端和第三多个加号形尖端的组合数目。

附图说明

图1是与压实机一起使用的示例性公开车轮的等比例示意图；

图2是图1的车轮的正视图；

图3是图1的车轮的端视图；

图4是可以与图1-3的车轮结合使用的示例性公开尖端的等比例视图；并且

图5是可以与图1-3的车轮结合使用的另一个示例性公开尖端的等比例视图。

具体实施方式

图1示出了示例性压实机车轮10，其可以与任何类型的压实机(例如自推进或牵引机器-未示出)一起使用。除了别的以外，压实机车轮10可包括具有旋转轴线14的圆柱形车轮轮缘12，以及基本上垂直于轴线14定向的安装法兰15。轮缘12的安装法兰15可以配置成接合相关压实机的车轴(未示出)的端部，从而经由车轴将转矩从机器的发动机传递到轮缘12。车轮10的外表面16可用作配置成接触待压实材料的地面接合表面。在一些实施例中，轮缘12可以是中空的并配置成采用增加其重量和压实能力的压载物(例如水)填充。

具有不同设计的多个尖端可以布置在表面16上。在所公开实施例中，示出了包括多个“桨形”尖端18和多个“加号形”尖端20的两个不同尖端设计。这些尖端中的每一个可从轮缘12径向向外延伸，且根据需要经由焊接和/或螺纹紧固连接到表面16。尽管在图1中大致示出为两件式部件(即，示出为具有由较柔软和较易焊接材料制成的基部以及由较硬和较耐磨材料制成的端帽)，但可设想，尖端18和/或20可以任选地为单件式部件。作为两件式部件，尖端18、20的基部和端帽可以在受控环境中经由焊接彼此连接。然后，基部可在现场条件下连接至轮缘12的表面16。

尖端18、20可以以提供所需压实和牵引性能的特定模式布置。例如，表面16可以分成圆周区域，其中特定尖端位于每个区域内。特别地，表面16在图2中示出为分成三个区域，包括第一或左边缘区域22、中心区域24，以及第二或右边缘区域26。左右边缘区域22、26可接界(即，位于中心区域24相对端)中心区域24，且基本是彼此的镜像。在本实例中，中心区域24可具有为左或右边缘区域22、26的宽度w_e的约三倍的宽度w_c。具体地，宽度w_c可以为轮缘12的总轴向宽度W的约40-60％，而宽度w_e可以为总轴向宽度W的约20-30％。尖端18可仅位于可以取得最大量横向牵引力的左右边缘区域22、26内，而尖端20可仅位于可以经受较低磨损率的中心区域24内。可以设想，如果需要，表面16可以分成不同数目和/或构型的区域。

尖端18、20可在他们的相应区域22-26内以周向对齐的排布置。例如，左右边缘区域22、26可各自包括单排对齐的尖端18。然而，中心区域24可包括较大对齐排数的尖端20(例如，三排)。也就是说，由于中心区域24的宽度w_c为左右边缘区域22、26的宽度w_e的约三倍，故中心区域24内的许多排尖端20可为左右边缘区域18、20中的任何一个内的尖端18的约三倍。然而，可以设想，如果需要，可以利用不同排关系和/或构型。通常，每个区域内对齐排的数目可以与相应区域的宽度对应。为了说明的目的，所有排的尖端可以编号为28-32，从图2的左边开始并向右移动。

此外，所有区段的尖端可以以对角线(未示出)或螺旋(示于图2)模式布置。特别地，连续虚线或曲线34可以通过左边缘区域22中的一个尖端20、中心区域24中的三个尖端18和右边缘区域22中的一个尖端20绘出。因此，每个区域中的每个排可包括相同数目的尖端，且尖端中的每一个可由大约相同的角度隔开。在图3的公开实例中，由公用线或曲线34连接的尖端可以通过约10-14°(例如，约12°)的角度α隔开，没有尖端可以彼此轴向对齐。这种角度布置可提供计时(即，连续并重复)来自排30的一个尖端18、来自排28的一个尖端20、来自排31的一个尖端18、来自排29的一个尖端18和来自排32的一个尖端20的尖端模式的端视图。这种模式和角度布置可提供车轮10的平滑稳定滚动。

尖端18、20的间距可以设计成有利于所需压实性能以及减少尖端18、20之间碎屑的累积。在所公开实施例中，尖端18、20可以布置在表面16上，使得自由空间(即，没有被尖端18、20的任何部分覆盖的表面16上的空间)与尖端空间(即，尖端18、20占据的空间)的比率对具有约1,750mm外径的车轮10来说可以为约5:1。较大量自由空间可导致较好压实，但纵向和/或横向牵引力较小。相反，较小量自由空间可导致较大牵引力，但压实较差。在一些实施例中，自由空间与尖端空间的比率可以为车轮直径的函数。换言之，自由空间与尖端空间的比率可以随表面16的直径减小而减小，且同样随表面16的直径增加而增加。例如，自由空间与尖端空间的比率可以由函数(d/350):1表示，其中d为表面16的直径。

图4示出了示例性桨形尖端18。尖端18可包括基部36和端帽38。如上所述，基部36和端帽38可以制造为独立的部件并随后连接在一起，或者可选地制造为单个整体部件的特征。具有笔直前缘40(相对于车轮10的旋转方向)、笔直后缘42、以及具有用以匹配表面16(参照图1)的半径的曲率的相对侧边缘44的基部36可以为大致的方形。由边缘40-44界定的尖端18的底表面(未示出)可以弯曲和成形成符合表面16。基部36的外表面46可以向内成角度或弯曲到端帽38的近端。端帽38可以从基部36径向向外突出，并在近端具有大致的矩形横截面，在远端具有大致的I形横截面。端帽38的长度可以与轮缘12的轴线14大致对齐并在侧边缘44之间延伸，端帽38的宽度可以大致垂直于轴线14。在所公开实例中，长度可以是宽度的至少两倍。尖端18的构型可使其自身主要提供相应压实机的纵向方向的牵引力(即，提供车轮10的圆周方向的推进牵引力)。端帽38的前壁48和后壁50可各自具有大致的凹入形状，使得由此接合的任何垃圾或土壤可以随车轮10滚过地面而形成凹陷。相对于分型线52的倾斜角可以为端帽38提供稍微向内的锥部以在铸造过程期间有利于尖端18从相应磨具移除。

图5示出了示例性加号形尖端20。类似的尖端18、尖端20还可包括基部54和端帽56。如上所述，基部54和端帽56可以制造为独立的部件并随后连接在一起，或者可选地制造为单个整体元件的特征。基部54在近端通常为方形，在靠近端帽56的近端为加号形。在近端，基部54可包括笔直前缘58(相对于车轮10的旋转方向)、笔直后缘60、以及具有用以匹配表面16(参照图1)的半径的曲率的相对侧边缘62。由边缘58-62界定的尖端20的底表面(未示出)可以弯曲和成形成符合表面16。基部54的外表面64可以向内成角度或弯曲到端帽56的近端。端帽56可以从基部54径向向外突出，并具有大致的加号形横截面。加号形状的长度臂66可以大致垂直于轮缘12的轴线14并在前缘58和后缘60之间延伸，加号形状的宽度臂68可以与轴线14大致对齐。在所公开实例中，端帽56的宽度臂68可以约等于端帽38(参照图4)的长度，且长度臂66可以为宽度臂68的1.5倍。换言之，尖端20在车轮10的圆周方向(例如，以便在与车轮10的横向滑动相反的方向具有较长长度)比在轴向方向较长。尖端20的构型可使其自身主要提供相应压实机的横向方向的牵引力(即，经由长度臂66提供车轮10的轴向方向的侧向滑动牵引力)，尽管也可以经由宽度臂68提供纵向方向的一些牵引力。

工业实用性

所公开压实机车轮10可以应用到任何类型的压实机。车轮10可以为相应机器提供纵向和横向牵引力，同时还平衡尖端18、20的部件寿命。特别地，处于车轮10的侧边缘的尖端20的位置可使长度臂66对机器侧向滑动产生最大影响，使宽度臂68影响机器的牵引动力。此外，具有较大量材料以及位于车轮最大磨损区域的尖端20可具有约等于位于较小磨损区域的较小尖端18的寿命的部件寿命。由于这种构型，所有的尖端18、20可以在相同维护事件期间被维修，从而导致相关机器较少的停机时间。进一步地，由于相比于较小尖端18需要较少的较大尖端20，故车轮10的总成本会较低。

对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围的前提下，可以对所公开压实机车轮作出各种修改和变型。考虑到本文所公开的部件的说明书和实践，所公开压实机车轮的其他实施例对本领域技术人员是显而易见的。应注意，本说明书和实例应认为仅仅是示例性的，本发明的真实范围应由以下权利要求及他们的等价内容指出。