专利名称：车轮的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及汽车、尤其是涉及轻型汽车的车轮。
众所周知，顾客要求在许多类型的汽车中进行选择。考虑到环境，一些顾客或许要一部简单而有效的汽车，而其首要的并且实际上是压倒一切的考虑是费用。有鉴于此，本发明认为通过采用本文所公开的新的结构使汽车的重量减小从而使其成本减小的方法，来提供一种有效而实用的汽车是可能的。
更具体地说，本发明认为可以通过使车轮的重量减小而使汽车的成本降低。轻型汽车的成本相对较低是因为，除了其他原因以外，轻型汽车可以用相对小些的、燃油效率高的发动机驱动。此外，可以碰到一些便宜并易于制造加工的轻型材料。
根据本发明，确实可以提供一种车身为塑料成型的、重量轻、实用、成本低的汽车。车身成型制造出来之后安装在钢制的汽车大梁上，汽车大梁支撑着车身和驱动部件。塑料成型的车身同金属车身相比不仅轻而且便宜，定会受到欢迎。
本发明进一步地认为，最好是能是通过提供有实际效果而且重量轻的车轮进一步降低这种汽车的重量。本文认为，由于塑料汽车的重量轻，可以利用塑料车轮有效地支撑并操纵汽车。而且，制作重量轻的塑料车轮将减少整体的重量，因此还可以降低汽车的成本。
此外，本发明认为利用塑料作为车轮材料可以进一步减少重量和节约成本。尤其是，塑料车轮相对于钢或铝制车轮所减少的重量意味着减少了被称作汽车非悬挂质量部分的重量，并有可能有效地利用相对简化的、费用低廉的悬挂系统。
因此，本发明的目的是为汽车提供一个重量轻而又有有效的车轮。而本发明的另一个目的是为汽车提供坚固的车轮。还有一个目的是为汽车提供一个制造和加工费用低廉的车轮。
机动车车轮包括一个朝外侧的、整体合一的塑料轮辋，它确定一个面向内侧的接合面。此外，车轮还包括一个朝内侧的、整体合一的塑料轮辋，它确定一个面向外侧的接合面，该接合面要符合与面向内侧的接合面配对的要求。按照本发明，各接合面被粘接在一起。
这些接合面最好是能够彼此联锁配合，并且接合面最好是多平面的。在最佳实施例中，每个接合面上确实是制作出第一圆盘形状的接合圈用来确定第一平面，制作出第二圆盘形状的接合圈用来确定第二平面，以及制作出在它们之间扩展的环形斜坡面。
在最佳实施例中，在轮辋上配装了一组紧固件用来将轮辋固定在一起。紧固件的优点在于它们是和某一个车轮辋整体成型制造出来的杆，并且经超声焊接到其它轮辋上。按照下面公开的原理，车轮确定一个环形周缘，而周缘又确定轮胎槽。汽车轮胎装在与轮辋配合使用的轮胎槽中。
本发明的另一实施方式中，汽车包括一个塑料车身以及一个钢制的汽车大梁支撑车身。一组塑料车轮可转动地支撑汽车大梁和车身。
本发明的其它实施方式中，汽车包括一个塑料车身，以及一个支撑车身的的钢制汽车大梁的汽车中至少提供一个车轮。车轮可转动地装配在汽车上，并包括一个朝外侧的、整体合一的塑料轮辋，轮辋确定了面向外侧的接合面。各面符合彼此配对的要求，并粘接在一起。
本发明的详述，既包括其结构也包括操作使用，都可以参考附图获得最为明晰的了解，其中同一个标号表示同一个零件，并且
图1是具有车身的汽车透视图，其中本发明的轻质车轮显示出的是已装配的状态，汽车的一些部分以剖面图和虚拟图显示。
图2是本发明的车轮沿图1中的2-2线所作的截面图，其中的轮胎已卸掉，为清楚起见，去掉了与车轮显示出来的部分对称的部分。
图3是本发明的连接杆的俯视图；并且图4是内侧轮辋上凸缘底座的透视图。
首先参考图1，图中显示出一个轻质的两片塑料的车轮，总体由10代表，橡胶轮胎11已经固定装配好，并可以随汽车的驾驶而旋转，汽车总的用100代表，车轮在滚动中支撑汽车100。如图所示，图1中用虚拟图表示汽车100包括一个动力源102，和一个固定安装在钢制的汽车大梁106上的塑料车身104。汽车100的详细内容在前面的专利申请中已经公开了。正如前面的专利申请所公开的那样，汽车车身104是由玻璃纤维增强工程塑料复合材料采用热压铸成型制造的。
现在参考图2，车轮10包括一个外侧的、整体的塑料轮辋12。所谓整体的是指外侧轮辋12是整体制作出来的，最好是采用热压铸成型的。在此优选实施例中，外侧轮辋12的制造是使用玻璃纤维增强工程塑料，例如Hoechst-Celanese销售的商品名为Celstran PET15，其中玻璃纤维的重量百分比为15％。
此外，车轮10包括一个内侧的、整体的塑料轮辋14，它的制作材料同外侧轮辋12的一样。如图2所示，外侧轮辋12确定了一个多平面的、面向内侧的接合面16，并且内侧轮辋14确定了面向外侧的接合面18，该接合面要符合与面向内侧的接合面16配对的要求。面向内侧的接合面16之所以这样命名是因为它相对于汽车100而言是朝向内侧的，而面向外侧的接合面18相对于汽车100而言是朝向外侧的。
接合面16、18最好是符合彼此联锁接合的要求，因为接合面16、18是多平面的并按互补方式配置以便大体上在它们的整个表面的区域中紧密配合。具体地说，在所示的优选实施例中，在外侧轮辋12上面向内侧的接合面16上制作出一个朝外侧的、平展的、圆盘状的接合圈16a，由它确定第一平面，而制作出的在内侧的、平展的、圆盘状的接合圈16b则确定了第二平面。由外侧圈16a确定的平面平行于由内侧圈16b确定的平面，外侧圈16a和内侧圈16b同心并且直径更大。
外侧轮辋12上的面向内侧的接合面16上还制作出第一环形斜坡面16c，该面与圈16a、16b同心，并在它们之间扩展。如图所示，第一斜坡面16c并不与圈16a、16b、16c垂直，反之，第一斜坡面16c的取向是向圈16a和16b倾斜。
仍然描述外侧轮辋12，面向内侧的接合面16上制作出第二环形斜坡面16d，它与圈16a、16b同心并向它们倾斜。第二斜坡面16d沿径向向内扩展，相对与车轮10而言，从内侧圈16b扩展到中间的圆盘状凸缘面16e。如图所示，凸缘面16e大体上同外侧圈16a在同一平面上。
如上所述，内侧轮辋14的外侧接合面18按照同外侧轮辋12的内侧接合面16的互补方式配置，以便联锁接合。尤其是内侧轮辋14上的面向外侧的接合面18上制作出一个朝外侧的、平展的、圆盘形状的接合圈18a，它确定了第一平面；还制作出朝内侧的、平展的、圆盘形状的接合圈18b，它确定第二平面。由朝外侧的圈18a确定的平面平行于由朝内侧的圈18b所确定的平面，朝外侧的圈18a与朝内侧的圈18b同心并且直径更大。
内侧轮辋14上的面向外侧的接合面18上还制作出第一环形斜坡面18c，该面与圈18a、18b同心，并在它们之间扩展。如图所示，第一斜坡面18c并不垂直于圈18a和18b，反之，第一斜坡面18c是朝向圈18a和18b倾斜。
更进一步，内侧圈14上的面向外侧的接合面18上制作出第二环形斜坡面18d，它朝圈18a和18b倾斜，并与它们同心。第二斜坡面18d沿径向向内扩展，相对于车轮10而言，从内侧圈18b扩展至中间的圆盘状有凸缘的面18e处。如图所示，有凸缘的面18e大体上与外侧圈18a在同一平面上。
这样的结构组合起来，就可以将圈16a和16b、圈16c和16d，以及面向内侧的接合面上的有凸缘的面16e，各自紧挨着18a、18b及面向外侧的接合面18上的有凸起物的面18e定位，从而起到将外侧轮辋12与内侧轮辋14联锁配合的作用。而面16和18并非整个面都彼此嵌入，而是通常在接合面16上整体模塑成形制出三角形状的定位片20以顶住接合面18，并籍此在面16和18之间留出一个粘结剂间隙22。按照本发明，接合面16和18是通过在轮辋12与14之间的间隙22中填入一种粘结剂24而粘接在一起。熟练的技术工人将希望采用上述的组合结构时填入同一厚度的粘结剂24。
在所给出的一个优选实施例中，粘结剂24是采用一种聚合物粘结剂，机械拉伸能力为50％-200％，在机械性能失效前是100％最好。在此实施例中，粘结剂24是一种典型的8000/6660粘结剂，由俄亥俄州Ashland Chemical Co.of Dublin公司制造。
除了上述需粘接的结构之外，内侧轮辋14上制作了一个抗剪切环26，该环确定了与车轮10的旋转轴28平行并环绕着它的粘接表面26a。如图2所示，环形闭锁棱边30在径向上向内侧挂靠于粘接表面26a的外侧端部。
如图进一步所示，外侧轮辋12上制作出内侧抗剪切环32，该环确定了粘接表面32a，该粘接表面同车轮10的旋转轴28平行并沿圆周环绕着它。内侧抗剪切环32挨着外侧抗剪切环26嵌入，粘结剂在抗剪切环26和32之间填入以将它们粘接在一起，并因此将外侧轮辋12保持同内侧轮辋14相配合的状态。而且，在内侧抗剪切环32上邻近闭锁棱边的地方制作出一个环形闭锁槽34，并且做出的闭锁槽34要可以紧密地容纳闭锁棱边30，籍此保证轮辋之间的配合。
继续就图2做描述，车轮10给出了一个环形周缘36，这个环形周缘确定了轮胎槽38。相互对照图1和图2，轮胎槽38是以习惯的形式来构造的，汽车轮胎11借助众所周知的技术，和车轮10上的轮辋12与14一起装配在轮胎槽38上。
最好有一个阀栓40按照众所周知的技术与轮辋12和14配接在一起。根据本发明的设想，为了避免由于给轮胎11过度充压而损害车轮10，阀栓40包括一个减压阀42(在图2中示出其示意图)，当轮胎11的压力超过预先设定值时，例如120磅/每平方英寸(120psi)，它可以释放车轮10中的压力。
除了由安全面26和32的合作所提供的粘接力以及由接合面16和18的合作所提供的粘接力之外，为了在粘接完成之后，进一步减少轮辋12和14脱落开的可能性，为轮辋12和14配接了一组紧固件44。在此优选实施例中，紧固件44是采用整体制作在内侧轮辋14上的杆，而且这些杆安装到制作在外侧轮辋12上的插杆槽46中，虽然轮辋12和14上的杆和插杆槽可以颠倒过来。图3显示为了将紧固杆44经超声焊接到各自的插杆槽46中，每个紧固件44都采用超声鳍板44a。另一种选择是紧固件44也可以是金属铆钉类。
车轮10通过众所周知的技术固定在汽车100上，例如，使用三个至五个均匀的钢制凸缘螺母48。每个凸缘螺母48各自制作出带内螺纹的圆柱筒身50以配接汽车100上的带有与之互补螺线的插杆槽。筒身50最好倒角。进一步，每个制作出的凸缘螺母48都各自带一个相对于筒身50在径向上扩大的帽头52，并在相关的帽头52和筒身50之间，各带一个整体制作在每个凸缘螺母48上的、沿径向扩大的、圆盘形状的垫圈54。在优选实施例中，垫圈54的直径“d”大约为2英寸(2″) 。
因此，每个垫圈54具有相当大的表面积。结果，大的金属垫圈54同相对较小的金属表面相比，当相关的凸缘螺母旋紧迫使垫圈54紧紧地挤住外侧轮辋12的时候，更不容易造成外侧轮辋12毛边以及其它损害。
凸缘底座56设置在轮辋12和14上，以容纳凸缘螺母48并进一步在轮辋12和14之间建立一个粘结剂间隙22。图4最好地显示出凸缘底座56包括一组肋条58和凸缘孔口60。
再回头参考图2，在轮辋12上设了一个轴导槽62以导引车轮10与汽车100的轴相啮合。接着，将内侧轮辋14插入轴导槽62以便正确地将内侧车轮14面对面地定位到外侧轮辋12上。在此优选实施例中，轴导槽62是开在面向内侧的平截圆锥中间壁64上的，该壁有一倾角，同轴线28大约呈71/2度(7.5°)。
除了由于采用塑料车轮10而减少了重量，车轮10也相当坚固，这主要是由于它的两片结构。而且，车轮10还因为其塑料的特点而增加了其它的优点。尤其是，塑料车轮10可以在承载时略微弯曲，这样，车轮10在转向条件下具有一定程度的“宽容性”。换一种说法就是在汽车100的操作过程中，车轮10比金属车轮更适应，籍此在转向时可吸收滑动角，这样同使用钢制或铝合金车轮相比，提高了汽车100的驾驶和操纵性能。
权利要求
1.一种机动车辆使用的车轮，包括一个外侧的整体的塑料轮辋，确定了一个面向内侧的接合面；以及一个内侧的整体的塑料车，确定了一个面向外侧的接合面，它能够用来与面向内侧的接合面配对，使接合面粘接在一起。
2.根据权利要求1的车轮，其特征在于，接合面符合彼此联锁的要求。
3.根据权利要求2的车轮，其特征在于，接合面是多平面的。
4.根据权利要求3的车轮，其特征在于，每个接合面都制作出第一圆盘形状的接合圈确定第一平面，制作出第二圆盘形状的接合圈确定第二平面，以及制作出环形斜坡面在它们中间扩展。
5.根据权利要求3的车轮，其特征在于，进一步包括一组配在轮辋上的紧固件，用来将轮辋固定在一起。
6.根据权利要求5的车轮，其特征在于，车轮确定一个环形周缘作为轮胎槽，并且车轮进一步包括一个装在轮胎槽中、可与轮辋配合使用的汽车轮胎。
7.一种汽车，包括一个塑料车身；一个钢制的汽车大梁支撑车身；以及一组塑料车轮，可在滚动中支撑大梁和车身。
8.根据权利要求7的汽车，其特征在于，每个车轮包括一个外侧的整体的塑料轮辋，它确定面向内侧的接合面；以及一个内侧的整体的塑料轮辋，它确定面向外侧的接合面，并符合与面向内侧的接合面配合的要求，接合面被粘接在一起。
9.根据权利要求8的汽车，其特征在于，每个接合面都制作出第一圆盘形状的接合圈确定第一平面，制作出第二圆盘形状接合圈确定第二平面，以及环形斜坡面在它们中间扩展。
10.根据权利要求9的汽车，其特征在于，进一步包括一组配在轮辋上的紧固件，用来将轮辋固定在一起。
11.根据权利要求10的汽车，其特征在于，每个车轮确定一个环形周缘作为轮胎槽，并且每个车轮进一步包括一个装在轮胎槽中、可与轮辋配合使用的汽车轮胎。
12.在一包括一个塑料车身，支撑车身的钢制汽车大梁的汽车中，一种车轮可滚动地装配在汽车上，该车轮包括一个外侧的、整体的塑料轮辋，确定面向内侧的接合面，以及一个内侧的、整体的塑料轮辋，确定面向外侧的接合面，它符合同面向内侧的接合面配对的要求，接合面被粘接在一起。
13.根据权利要求12的车轮，其特征在于，接合面符合彼此联锁的要求。
14.根据权利要求13中的车轮，其特征在于，每个接合面都制作出第一圆盘形状的接合圈确定第一平面，制作出第二圆盘形状的接合圈确定第二平面，以及制作出环形斜坡面在它们中间扩展。
15.根据权利要求14的车轮，其特征在于，进一步包括一组配在轮辋上的紧固件用来将轮辋固定在一起。
16.根据权利要求15的车轮，其特征在于，车轮确定一个环形周缘作为轮胎槽，并且每个车轮进一步包括一个装在轮胎槽中、可与轮辋配合使用的汽车轮胎。
全文摘要
用于轻型塑料汽车(100)的车轮10,它包括一个整体成型的外侧塑料轮辋(12)以确定面向内侧的接合面(16),并且包括一个整体成型的内侧塑料轮辋(14)以确定面向内侧的接合面(18)。接合面(16、18)相互符合以便联锁在一起,进而面(16、18)被粘接在一起组成一个坚固的、适用的车轮(10)。铆钉(44)将轮辋(12、14)连接起来。一组凸缘螺母(48)将车轮(10)安装在汽车(100)上,每个凸缘螺母连同具有大表面积(16e)的垫圈(54)一起整体制作而成。
文档编号B60B3/00GK1199366SQ96197610
公开日1998年11月18日 申请日期1996年9月30日 优先权日1995年10月13日
发明者迪尔·C·施罗德, 约翰·G·阿吉罗波罗斯 申请人:克莱斯勒公司