装配式车辆车轮、用于这种装配式车辆车轮的轮盘及用于生产这种轮盘和装配式车辆车轮的方法与流程

本发明总体上涉及装配式车辆车轮，并且具体地涉及改进的装配式车辆车轮、用于这种装配式车辆车轮的轮盘以及用于生产这种轮盘和装配式车辆车轮的方法。

常规的装配式车辆车轮通常是两件式结构，并且包括内盘和外部“全”轮辋。盘可以由钢、铝或其他合金铸造、锻造或制造，并且包括内环形车轮安装部分和外环形部分。车轮安装部分限定内侧安装表面或衬垫，并且包括中心导向器或轮毂孔以及穿过其形成的用于将车轮安装到车辆的车轴的多个凸耳接收孔。轮辋由钢、铝或其他合金制造，并且包括内侧轮胎胎圈座保持凸缘、内侧轮胎胎圈座、轴向延伸井、外侧轮胎胎圈座以及外侧轮胎胎圈座保持凸缘。在一些情况下，使用具有紧固到盘的安装杯的三件式轮结构。在两种类型的结构中，盘的外部环形部分通常通过焊接紧固到轮辋。

技术实现要素：

本发明涉及改进的装配式车辆车轮以及用于生产基本上如本文所示和/或所述的这种装配式车辆车轮的方法。

根据一个实施方案，用于装配式车辆车轮的轮盘和/或用于生产这种轮盘的方法可以单独和/或结合地包括以下特征和/或元件中的一个或多个：钢轮盘，所述钢轮盘限定轴线并包括中心安装部分、外轮辋连接凸缘、将所述中心安装部分连接到所述外轮辋连接凸缘的多个径向向外延伸的辐条以及设置在每对相邻的辐条之间的通风口，所述中心安装垫包括中心轮毂孔和多个凸耳螺栓安装孔，所述外轮辋连接凸缘平行于所述轴线并包括侧边缘，所述辐条中的每一个辐条包括中心壁、从所述中心壁的每个端部大致轴向向外的延伸的侧壁以及从所述侧壁中的每一个侧壁延伸的向后弯曲的向外延伸的外壁，并且所述通风口由所述外轮辋连接凸缘的所述侧边缘和相邻的多对辐条的外壁限定；其中当辐条的中心壁大致从中心安装部分延伸到外轮辋连接凸缘时，由辐条的中心壁限定的宽度沿其径向长度的大部分向内具有锥度，或者其中当辐条的外壁大致从中心安装部分延伸到外轮辋连接凸缘时，由辐条的外壁限定的宽度沿其径向长度的大部分向内具有锥度。

根据该实施方案，所述通风口具有由三个半径限定的中心孔。

根据该实施方案，所述通风口沿由相邻的一对辐条的所述外壁限定的部分具有凹角。

根据该实施方案，辐条的中心壁大致是凹形的。

根据该实施方案，所述中心安装部分包括限定在凸耳螺栓孔中的每一个凸耳螺栓孔的背面处的安装垫，所述安装垫具有一对侧壁，所述一对侧壁在每个凸耳螺栓孔处相对于彼此对于其大部分在径向上向外具有锥度以在所述轮毂孔处限定第一角距离，并且在相邻的一对凸耳螺栓孔之间的一对相邻侧壁在径向上向外具有锥度以在所述轮毂孔处限定第二角距离，其中所述第一角距离和所述第二角距离大致彼此相等，或者所述第一距离和所述第二距离彼此稍微不同。

根据该实施方案，所述中心安装部分包括设置在每对相邻的凸耳螺栓孔之间的肋，当所述肋的壁部分从所述中心轮毂孔径向向外延伸时，所述肋对于其大部分具有大致平坦的所述壁部分。

根据该实施方案，所述辐条和所述凸耳螺栓孔的数量是相同的数量，并且所述辐条中的每一个辐条与所述凸耳螺栓孔中的相应的一个凸耳螺栓孔对准。

根据另一个实施方案，装配式车辆车轮和/或用于生产这种装配式车辆车轮的方法可以单独和/或结合地包括以下特征和/或元件中的一个或多个：轮辋；以及钢轮盘，所述钢轮盘紧固到所述轮辋并限定轴线，所述轮盘包括中心安装部分、外轮辋连接凸缘、将所述中心安装部分连接到所述外轮辋连接凸缘的多个径向向外延伸的辐条以及设置在每对相邻的辐条之间的通风口，所述中心安装部分包括中心轮毂孔和多个凸耳螺栓安装孔，所述外轮辋连接凸缘平行于所述轴线并包括侧边缘，所述辐条中的每一个辐条包括中心壁、从所述中心壁的每个端部延伸的大致轴向向外的侧壁以及从所述侧壁中的每一个侧壁延伸的向后弯曲的向外延伸的外壁，并且所述通风口由所述外轮辋连接凸缘的侧边缘和相邻的多对辐条的外壁限定；其中当辐条的中心壁大致从中心安装垫延伸到外轮辋连接凸缘时，由辐条的所述中心壁限定的宽度沿其径向长度的大部分向内具有锥度，或者其中当辐条的外壁大致从中心安装部分延伸到外轮辋连接凸缘时，由辐条的外壁限定的宽度沿其径向长度的大部分向内具有锥度。

根据该实施方案，所述通风口具有由三个半径限定的中心孔。

根据该实施方案，所述通风口沿由相邻的一对辐条的外壁限定的部分具有凹角。

根据该实施方案，辐条的中心壁大致是凹形的。

根据该实施方案，所述中心安装部分包括限定在所述凸耳螺栓孔中的每一个凸耳螺栓孔的背面处的安装垫，所述安装垫具有一对侧壁，所述一对侧壁在每个凸耳螺栓孔124处相对于彼此对于其大部分在径向上向外具有锥度以在所述轮毂孔处限定第一角距离，并且在相邻的一对凸耳螺栓孔之间的一对相邻侧壁径向向外具有锥度以在轮毂孔处限定第二角距离，其中所述第一角距离和所述第二角距离大致彼此相等，或者所述第一距离和所述第二距离彼此稍微不同。

根据该实施方案，所述中心安装部分包括设置在每对相邻的凸耳螺栓孔之间的肋，当所述肋的壁部分从所述中心轮毂孔径向向外延伸时，所述肋对于其大部分具有大致平坦的所述壁部分。

根据该实施方案，辐条和凸耳螺栓孔的数量是相同的数量，并且辐条中的每一个辐条与凸耳螺栓孔中的相应的一个凸耳螺栓孔对准。

根据该实施方案，所述轮辋由钢制成，并且所述轮盘通过焊接紧固到所述轮辋。

根据又一个实施方案，装配式车辆车轮和/或用于生产这种装配式车辆车轮的方法可以单独和/或结合地包括以下特征和/或元件中的一个或多个：轮辋；以及钢轮盘，所述钢轮盘紧固到所述轮辋并限定轴线，所述轮盘包括中心安装部分、外轮辋连接凸缘、将所述中心安装部分连接到所述外轮辋连接凸缘的多个径向向外延伸的辐条以及设置在每对相邻的辐条之间的通风口，所述中心安装部分包括中心轮毂孔和多个凸耳螺栓安装孔，所述外轮辋连接凸缘平行于所述轴线并包括侧边缘，所述辐条中的每一个辐条包括中心壁、从所述中心壁的每个端部延伸的大致轴向向外的侧壁以及从所述侧壁中的每一个侧壁延伸的向后弯曲的向外延伸的外壁，并且所述通风口由所述外轮辋连接凸缘的所述侧边缘和相邻的多对辐条的外壁限定；其中所述辐条的所述中心壁大致是凹形的并且其中所述通风口沿由相邻的一对辐条的外壁限定的部分具有凹角。

根据该实施方案，当所述辐条的所述中心壁大致从所述中心安装部分延伸到所述外轮辋连接凸缘时，由所述辐条的所述中心壁限定的宽度沿其径向长度的大部分向内具有锥度，或者其中当所述辐条的所述外壁大致从所述中心安装部分延伸到所述外轮辋连接凸缘时，由所述辐条的所述外壁限定的宽度沿其径向长度的大部分向内具有锥度。

根据该实施方案，所述通风口具有由三个半径限定的中心孔。

根据该实施方案，所述中心安装部分包括限定在所述凸耳螺栓孔中的每一个凸耳螺栓孔的背面处的安装垫，所述安装垫具有一对侧壁，所述一对侧壁在每个凸耳螺栓孔124处相对于彼此对于其大部分在径向上向外具有锥度以在所述轮毂孔处限定第一角距离，并且在相邻的一对凸耳螺栓孔之间的一对相邻侧壁径向向外具有锥度以在所述轮毂孔处限定第二角距离，其中所述第一角距离和所述第二角距离大致彼此相等，或者所述第一距离和所述第二距离彼此稍微不同。

根据该实施方案，所述中心安装部分包括设置在每对相邻的凸耳螺栓孔之间的肋，当所述肋的壁部分从所述中心轮毂孔径向向外延伸时，所述肋对于其大部分具有大致平坦的所述壁部分。

根据该实施方案，所述辐条和所述凸耳螺栓孔的数量是相同的数量，并且所述辐条中的每一个辐条与所述凸耳螺栓孔中的相应的一个凸耳螺栓孔对准。

根据该实施方案，所述轮辋由钢制成，并且所述轮盘通过焊接紧固到所述轮辋。

当根据附图阅读时，根据本发明的以下详细描述和优选实施方案，本发明的其他优点对于本领域的技术人员来说将变得显而易见。

附图说明

图1a是常规装配式钢制车辆车轮的实施方案的前视图。

图1b至图1f是如图1a所示的常规装配式钢制车辆车轮的所选视图。

图2是根据本发明的改进的装配式钢制车辆车轮的一个实施方案的前视图。

图2b至图2f是如图2a所示的根据本发明的改进的装配式钢制车辆车轮的所选视图。

具体实施方式

现在参考附图，在图1a中示出了总体用10指示的常规装配式钢制车辆车轮，其包括通过合适的方法(例如焊接)紧固在一起的轮辋12和盘14。在图示的实施方案中，现有技术的车辆车轮10限定车轮轴线x并且被图示为附接有胎圈座的车辆车轮。车辆车轮10包括大致轴向延伸的外“轮辋连接”凸缘16，所述凸缘16被配置成邻近轮辋12的内表面设置并通过焊接紧固到其上。车辆车轮10可以类似于mccorry等人的美国专利第7,984,551号、coleman等人的美国专利第7,587,825号、jacke等人的美国专利第7,559,145号和kermelk等人的美国专利第7,059,685号中的一个或多个中公开的车辆车轮，专利中的每一个的公开内容均通过引用整体并入本文。盘14包括中心安装部分20、多个径向向外延伸的辐条22以及外凸缘16。盘14的中心安装部分20还包括多个凸耳螺栓孔24和中心轮毂孔26。车辆车轮10包括设置在每对辐条22之间的通风口30。

图2a示出根据本发明的总体用100指示的装配式钢制车辆车轮的一个实施方案。如其中所示，车辆车轮包括通过合适的方法(诸如焊接)紧固在一起的轮辋102和盘104。在图示的实施方案中，现有技术的车辆车轮100限定车轮轴线x1并且被图示作为附接有胎圈座的车辆车轮。车辆车轮100包括大致轴向延伸的外“轮辋连接”凸缘106，所述凸缘106被配置成邻近轮辋102的内表面设置并通过焊接紧固到其上。盘104包括中心安装部分120、多个径向向外延伸的辐条122以及外凸缘106。盘104的中心安装部分120还包括多个凸耳螺栓孔124和中心轮毂孔126。车辆车轮10包括设置在每对辐条122之间的通风口130。

现在参考图1b和图2b，图1b示出常规装配式钢制车辆车轮10的盘14的辐条22的几何形状，而图2b示出改进的装配式钢制车辆车轮100的盘104的辐条122的几何形状。如图1b所示并且在图1d中最佳示出，辐条22具有大致平坦的或平面的中心壁或中心部分22a、从中心壁22a的每个端部延伸的大致轴向向外的侧壁22b以及从侧壁22b中的每一个侧壁延伸的大致向后弯曲的向外延伸的前壁或外壁22c。如在图1d中最佳看到的那样，中心壁22a和外壁22c基本上彼此平行且相对于侧壁22b基本上垂直地延伸。

如图1b所示，当壁22a大致从靠近或邻近中心安装部分20的点a1径向向外延伸到靠近或邻近外凸缘16的点a2时，中心壁22a的宽度w1沿其大部分和/或整个部分仅略微变窄或减小。类似地，当壁22b大致从靠近或邻近中心安装部分20的点b1径向向外延伸到靠近或邻近外凸缘16的点b2时，外壁22c的宽度w2沿其大部分和/或整个部分仅略微变窄或减小。相关的壁22a和22b的变窄范围为约2％至约5％。如可以看到的那样，宽度w1在其与外凸缘16汇合的最外端部处仅略微增加。

如图2b所示并且在图2d中最佳示出的本发明的实施方案中所示，辐条122具有大致平坦或平面的中心壁或中心部分122a、从中心壁122a的每个端部延伸的大致轴向向外的侧壁122b以及从侧壁122b中的每一个侧壁延伸的大致向后弯曲的向后延伸的前壁或外壁122c。如在图2d中最佳看到的那样，中心壁122a和外壁122c基本上彼此平行且相对于侧壁122b基本上垂直地延伸。以下将结合图2d详细讨论辐条122的壁122a-122c的特定详细构造和/或取向。

如图2b所示，当相关的壁22a和22b大致从中心安装部分120径向向外延伸到外凸缘116时，中心壁122a的宽度以及外壁122c的宽度沿其大部分和/或整个部分显著变窄或减小。具体地，中心壁122a在大致靠近或邻近中心安装部分120的点a1'处具有第一宽度w3，并且在大致靠近或邻近外凸缘116的点a2'处具有第二宽度w4，所述第二宽度w4显著小于第一宽度w3。差值可以优选地为至少小10％并且可以在约小10％至约小50％的范围内。更优选地，差值在约小15％至约小35％的范围内。

类似地，外壁122c在大致靠近或邻近中心安装部分120的点b1'处具有第一宽度w5，并且在大致靠近或邻近外凸缘116的点b2'处具有第二宽度w6，所述第二宽度w6比第一宽度w5小得多。差值优选为至少小10％，并且更优选地可以在约小10％至约小50％的范围内。更优选地，差值在约小15％至约小35％的范围内。如可以看到，中心部分122a的宽度在其与外凸缘116汇合的最外端部处仅略微增加。与常规辐条22的几何形状相比，“新”辐条122的所示和所述的几何形状的一个或多个潜在的和/或已实现的优点或特征可以是改进的应力分布和最优化的盘104性能(例如，当考虑相同的转角和径向载荷时，盘104像系统一样而不是像单个零件一样工作或操作)。此外，辐条122的几何形状可以导致相关的盘104的重量减轻和/或导致盘104具有更大的通风口130(与类似大小的现有技术盘14的通风口30相比)。可替代地，如果需要的话，车辆车轮100的辐条122的构型、构造、结构、材料和/或形状可以不同于图示和描述。例如，当中心壁122a和外壁122c径向向外延伸时，中心壁122a或外壁122c中可以仅一者至少沿其大部分宽度减小。

现在参考图1c和图2c，图1c示出常规装配式钢制车辆车轮10的盘14的通风口30的几何形状，而图2c示出改进的装配式钢制车辆车轮100的盘104的通风口130的几何形状。如图1c所示，通风口30由外凸缘16的侧边缘16a和相邻的一对辐条22的外壁22c限定。如可以看到，通风口30具有单个中心孔半径r并且通风口30的侧壁由辐条22的外壁22c限定并且具有凸角c(如图1c中的粗线所示)。

如图2c所示，通风口130由外凸缘116的侧边缘116a和相邻的一对辐条122的外壁122c限定。如可以看到，通风口130由三个中心孔半径r1、r2和r3限定，并且通风口130的侧壁由辐条122的外壁122c限定并且具有凹角c1(如图1c中的粗线所示)。在图示的实施方案中，半径r2和r3相同。与常规通风口30的几何形状相比，“新”通风口130的几何形状的一个或多个潜在和/或已实现的优点或特征可以是，通过分别将图1c和图2c中的中心通风口半径从r1增加至r1-r3，相关的三个角度形成更平滑的区域以减小车辆车轮100的相关的部分中的应力集中。此外，分别如图1和图2所示，通过将辐条侧面从常规通风口30中的凸角c变更到通风口130中的凹角c1，可以实现相关车轮100中的改进的载荷分布。

现在参考图1d和图2d，图1d示出沿着图1b的线1d-1d截取的常规装配式钢制车辆车轮10的盘14的辐条14a的中心几何形状，而图2d示出沿着图2b的线2d-2d截取的改进的装配式钢制车辆车轮20的盘24的辐条24a的中心几何形状。从图1d可以看出，常规车轮10的辐条22的中心壁22a的几何形状基本上是平坦的或者仅非常轻微地凸起，如粗线l所示。

如图2d所示，车辆车轮100的辐条122的中心壁122a的几何形状通常是凹陷的，如粗线li所示。与常规辐条22的中心壁几何形状相比，“新”辐条122的中心壁几何形状的一个或多个潜在的和/或已实现的优点或特征在于，通过将辐条中心几何形状从由图1d中的线l示出的大致平坦的区域变更到由图2d中的线l1示出的凹区域，考虑到相关的新辐条宽度(即，w3-w4)与常规辐条宽度(即w1)相比已经减小，可以维持相同的辐条刚度。此外，通过减小在从辐条122的中心壁122a到相关侧壁122b的“弯曲”过渡处的相关侧面半径的“热点”大小，可以改善由于新的中心壁几何形状引起的应力分布。

现在参考图1e和图2e，图1e示出常规装配式钢制车辆车轮10的盘14的中心安装部分20的几何形状，而图2e示出改进的装配式钢制车辆车轮100的盘104的中心安装部分120的几何形状。如在图1e中可以看到，中心安装部分20包括其中示出的几何形状限定在凸耳螺栓孔24中的每一个凸耳螺栓孔的背面处的安装垫或安装表面32(为了讨论的目的在图1e中通过交叉影线示出)以及其中示出的几何形状设置在每对相邻的凸耳螺栓孔24之间的“加强”肋34。具体地，安装垫32包括一对侧壁32a，所述一对侧壁在每个凸耳螺栓孔24处基本上平行于彼此延伸以在轮毂孔26处限定角距离d2。相邻的一对凸耳螺栓孔24之间的一对相邻的侧壁32a相对于车轮轴线x径向向外具有锥度，以在轮毂孔26处限定角距离d1。如可以看到，角距离d2明显大于角距离d1。具体地，角距离d2是盘14的轮毂孔部分处的角距离d1的大约8至15倍。

如在图2e中可以看到，中心安装垫120包括其中示出的几何形状限定在凸耳螺栓孔124中的每一个凸耳螺栓孔处的安装垫或安装表面132(为了讨论的目的在图1e中通过交叉影线示出)以及其中示出的几何形状设置在每对相邻的凸耳螺栓孔124之间的“加强”肋134。具体地，安装垫132包括一对侧壁132a，所述一对侧壁在每个凸耳螺栓孔124处相对于彼此对于大部分基本上径向向外具有锥度以在轮毂孔26处限定角距离d2’。相邻的一对凸耳螺栓孔24之间的一对相邻的侧壁132a仅以相对于车轮轴线x1的小的径向向外锥度大致平行于彼此延伸以在轮毂孔126处限定角距离d1’。如可以看到，角距离d2’略大于角距离d1’；然而，如果需要，角距离d1’和d2’可以不同于图示的距离。例如，距离d1’和d2’可以大致彼此相等，或者角距离d2’可以略小于角距离d1’。与常规中心安装部分20的几何形状相比，“新”中心安装部分20的几何形状的一个或多个潜在的和/或已实现的优点或特征在于，可以实现区域刚度的增加并且还在相邻的多对凸耳螺栓孔124之间的肋134处提供更多空间以实现更好的肋一致性。

现在参考图1f和图2f，图1f示出常规装配式钢制车辆车轮10的盘14的肋34的几何形状的两个视图，而图2f示出改进的装配式钢制车辆车轮100的盘104的肋134的几何形状的两个视图。如在图1f中可以看到，当肋34从轮毂孔26向上升高或径向向外延伸时，其具有大致弯曲的壁部分34a。如在图2f中可以看到，当肋134从轮毂孔126向上升高或径向向外延伸时，其对于其大部分具有大致平坦的或平面的壁部分134a。与常规肋34的几何形状相比，车辆车轮100的肋134的几何形状的一个或多个潜在的和/或已实现的优点或特征在于，肋134的相关的新几何形状与常规的肋几何形状相比，可以增加刚度并允许相关车辆车轮中的增加的应力减小。

可替代地，如果期望的话，车辆车轮100的(包括轮辋102和/或盘104的)构型、构造、结构、材料、制造和/或形状可以不同于图示和描述。另外，盘104可以仅包括上面结合图2a至图2f中的至少一个或多个图进行图示并描述的特征和/或元件中的至少一个或多个。

已经在其各种实施方案中描述了本发明的原理和操作模式。然而，应注意，在不脱离本发明的范围的情况下，可以以不同于具体图示和描述的方式实践本发明。