增强式车辆轮辋和成品车轮及其制造方法与流程

本申请要求于2015年9月14日提交的美国临时申请序列号62/218,096的优先权，其公开内容通过引用整体并入本申请。

技术领域

本发明整体涉及一种车轮组件并且特别涉及一种改进的增强式车辆轮辋及其制造方法和一种包括这种增强式车辆轮辋的成品车轮及其制造方法。

背景技术：

传统成品车轮典型地是两件式结构，并且包括内盘和外部“全”轮辋。内盘可以由钢、铝或其他合金铸造、锻造或制造而成，并且包括内环形车轮安装部分和外环形部分。车轮安装部分限定了内侧安装表面并且包括中心导孔或轮毂孔以及贯穿形成的多个凸耳接收孔，所述多个凸耳接收孔用于将车轮安装到车辆的车轴上。轮辋由钢、铝或其他合金制成并且包括内侧轮胎胎圈座保持凸缘、内侧轮胎胎圈座、轴向延伸的槽部、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，使用具有固定到盘的安装杯状部的三件式车轮构造。在两种类型的构造中，盘的外环形部分均通常通过焊接固定到轮辋。

传统全面式成品车轮通过具有单件式轮盘构造而与其它类型的成品车轮不同。特别地，全面式车轮包括“全面式”轮盘和“部分”轮辋。全面式轮盘可以由钢、铝或其他合金形成、铸造、锻造或制造而成。全面式盘包括内环形车轮安装部分和外环形部分，所述外环形部分限定车轮的外侧轮胎胎圈座保持凸缘的至少一部分。车轮安装部分限定内侧安装表面并且包括中心导向孔或轮毂孔以及贯穿形成的多个凸耳接收孔，所述多个凸耳接收孔用于将车轮安装到车辆的车轴。部分轮辋由钢、铝或其他合金制成，并且包括内侧轮胎胎圈座保持凸缘、内侧轮胎胎圈座、轴向延伸的槽部和外侧轮胎胎圈座。在一些情况下，轮辋的外侧轮胎胎圈座和轮盘的外环形部分配合以形成全面式车轮的外侧轮胎胎圈座保持凸缘。在两种类型的构造中，轮辋的外侧轮胎胎圈座位于轮盘的外环形部分附近并且焊接被施加以将轮辋和轮盘固定在一起。

技术实现要素：

本发明涉及一种改进的增强型车辆轮辋及其制造方法以及包括这种增强型车辆轮辋的成品车轮及其制造方法。

根据一个实施例，车辆轮辋可以单独地和/或组合地包括以下特征中的一个或多个：钢制轮辋，其至少包括内侧轮胎胎圈座保持凸缘、内侧轮胎胎圈座、槽部和外侧轮胎胎圈座；以及增强带，所述增强带被施加到内侧轮胎胎圈座保持凸缘、内侧轮胎胎圈座、槽部和外侧轮胎胎圈座的内表面和/或外表面中的一个的至少一部分。

根据该实施例，增强带可以连续地施加到内侧轮胎胎圈座保持凸缘、内侧轮胎胎圈座、槽部和外侧轮胎胎圈座的内表面和/或外表面中的一个的所述至少一部分。

根据该实施例，增强带可以永久施加到内侧轮胎胎圈座保持凸缘、内侧轮胎胎圈座、槽部和外侧轮胎胎圈座的内表面和/或外表面中的一个的所述至少一部分。

根据该实施例，增强带可以被施加到设置在轮辋的内表面和/或外表面中的一个的所述至少一部分中的一个或多个凹陷部中，由此增强带基本上与毗邻的车轮表面齐平。

根据该实施例，在轮辋的至少一部分中形成至少一个孔，并且施加增强带以覆盖和封闭所述至少一个孔。

根据该实施例，增强带可以被施加到内侧轮胎胎圈座保持凸缘、内侧轮胎胎圈座、槽部和外侧轮胎胎圈座的内表面和/或外表面的至少两个部分。

根据该实施例，增强带可以被施加到内侧轮胎胎圈座保持凸缘、内侧轮胎胎圈座、槽部和外侧轮胎胎圈座的内表面和/或外表面的所述至少两个部分并且通常具有相同的厚度。

根据该实施例，增强带可以被施加到内侧轮胎胎圈座保持凸缘、内侧轮胎胎圈座、槽部和外侧轮胎胎圈座的内表面和/或外表面的所述至少两个部分并且有不同的厚度。

根据该实施例，钢制轮辋可以被构造成固定到轮盘以制造成品车轮。

根据该实施例，车轮可以是附接有胎圈座的成品车轮、附接有槽部的成品车轮、全面式成品车轮，双金属型成品车轮、模块型成品车轮和欧标凸缘(euroflange)型成品车轮中的一个。

根据一实施例，车辆轮辋可以单独地和/或组合地包括以下特征中的一个或多个：轮盘；固定到轮盘并且至少包括内侧轮胎胎圈座保持凸缘、内侧轮胎胎圈座、槽部和外侧轮胎胎圈座的钢制轮辋；以及增强带，所述增强带被施加到内侧轮胎胎圈座保持凸缘、内侧轮胎胎圈座、槽部和外侧轮胎胎圈座的内表面和/或外表面中的一个的至少一部分。

根据该实施例，其中，增强带可以连续地施加到内侧轮胎胎圈座保持凸缘、内侧轮胎胎圈座、槽部以及外侧轮胎胎圈座的内表面和/或外表面中的一个的所述至少一部分。

根据该实施例，增强带可以永久地施加到内侧轮胎胎圈座保持凸缘、内侧轮胎胎圈座、槽部和外侧轮胎胎圈座的内表面和/或外表面中的一个的所述至少一部分。

根据该实施例，增强带可以被施加在设置在轮辋的内表面和/或外表面中的一个的所述至少一部分中的一个或多个凹陷部中，由此增强带基本上与毗邻的车轮表面齐平。

根据该实施例，在轮辋的至少一部分中形成至少一个孔，并且施加增强带以覆盖并且封闭所述至少一个孔。

根据该实施例，增强带可以被施加到内侧轮胎胎圈座保持凸缘、内侧轮胎胎圈座、槽部和外侧轮胎胎圈座的内表面和/或外表面的至少两个部分。

根据该实施例，增强带可以被施加到内侧轮胎胎圈座保持凸缘、内侧轮胎胎圈座、槽部和外侧轮胎胎圈座的内表面和/或外表面的所述至少两个部分胎圈座并且具有大体相同的厚度。

根据该实施例，增强带可以施加到内侧轮胎胎圈座保持凸缘、内侧轮胎胎圈座、槽部和外侧轮胎胎圈座的内表面和/或外表面的所述至少两个部分并且具有不同的厚度。

根据该实施例，钢制轮辋可以构造成固定到轮盘上以制造成品车轮。

根据该实施例，车轮可以是附接有胎圈座的成品车轮、附接有槽部的成品车轮、全面式成品车轮，双金属型成品车轮、模块型成品车轮和欧标凸缘型的成品车轮中的一个。

根据一实施例，制造轮辋的方法可以单独地和/或组合地包括以下特征中的一个或多个：提供钢制轮辋，该轮辋至少包括内侧轮胎胎圈座保持凸缘、内侧轮胎胎圈座、槽部和外侧轮胎胎圈座；以及将增强带施加到内侧轮胎胎圈座保持凸缘、内侧轮胎胎圈座、槽部和外侧轮胎胎圈座的内表面和/或外表面中的一个的至少一部分上。

根据该实施例，增强带可以连续地施加到内侧轮胎胎圈座保持凸缘、内侧轮胎胎圈座、槽部和外侧轮胎胎圈座的内表面和/或外表面中的一个的所述至少一部分。

根据该实施例，增强带可以永久地施加到内侧轮胎胎圈座保持凸缘、内侧轮胎胎圈座、槽部和外侧轮胎胎圈座的内表面和/或外表面中的一个的所述至少一部分。

根据该实施例，在轮辋的至少一部分中形成至少一个孔，并且施加增强带以覆盖以及封闭所述至少一个孔。

根据该实施例，增强带可以被施加到设置在轮辋的内表面和/或外表面中的一个的所述至少一部分中的一个或多个凹陷部中，由此增强带基本与毗邻的车轮表面齐平。

根据该实施例，增强带可以被施加到内侧轮胎胎圈座保持凸缘、内侧轮胎胎圈座、槽部和外侧轮胎胎圈座的内表面和/或外表面的至少两部分。

根据该实施例，增强带可以施加到内侧轮胎胎圈座保持凸缘、内侧轮胎胎圈座、槽部和外侧轮胎胎圈座的内表面和/或外表面的所述至少两部分并且具有大体相同的厚度。

根据该实施例，增强带可以被施加到内侧轮胎胎圈座保持凸缘、内侧轮胎胎圈座、槽部和外侧轮胎胎圈座的内表面和/或外表面的所述至少两部分并且具有不同的厚度。

根据该实施例，钢制轮辋可以固定到轮盘上以制造成品车轮。

根据该实施例，车轮可以是附接有胎圈座的车轮、附接有槽部的成品车轮、全面式成品车轮、双金属型成品车轮，模块型成品车轮和欧标凸缘型成品车轮中的一个。

当根据附图阅读时，根据下面对本发明的详细描述和优选实施例，本发明的其他优点对于本领域技术人员将变得显而易见。

附图说明

图1-3和1A是根据本发明的轮辋和/或包括这种轮辋的车轮的第一实施例的视图。

图4-5是根据本发明的轮辋和/或包括这种轮辋的车轮的第二实施例的视图。

图6是根据本发明的轮辋的第三实施例的视图。

图7-8是根据本发明的轮辋和/或包括这种轮辋的车轮的第四实施例的视图。

具体实施方式

现在参考附图，在图1和图2中示出了根据本发明的总体用10表示的轮辋的第一实施例。本发明的轮辋10优选是钢制轮辋，并且被示出为构造成与两件或更多件式的“成品”车轮结合使用，所述“成品”车轮具有轮辋10，所述轮辋10构造成通过适当的装置被固定到单独的一件或多件式轮盘(如图3中总体以12所示)，以便制造图3中总体以14表示的成品车轮。在示出的实施例中，车轮14是钢制轮，并且轮盘12由钢形成且通过焊接固定到轮辋10。轮盘12可以由任何合适的一种或多种材料或其组合形成，所述材料例如为钢、铝、碳纤维。

在所示的实施例中，轮辋10被示出为适于用于生产附接有成品胎圈座的车轮14。然而，应当理解是，根据需要，本发明可以与其他类型的成品车轮构造一起使用。例如，如本文所示或者对其修改方案所示，本发明可以与其他类型的成品车轮结合使用，例如Kemmerer的美国专利No.5,533,261的图5A中所示的“全面式”型车轮；例如Heck等人的美国专利No.5,188,429的图3中示出的“附接有槽部”类型的车轮；例如Wei等人的美国专利No.5,421,642中所示的“双金属”类型的车轮构造，其包括铝盘和钢制轮辋；例如Archibald等人的美国专利No.5,360,261中示出的“模块化车轮”类型的构造以及Archibald的美国专利No.5,564,792中所示的“欧标凸缘车轮”类型的构造，这些专利中每篇专利的公开内容均通过引用整体并入申请。

如图1和图2所示，轮辋10限定车轮轴线A并且包括内侧胎圈座保持凸缘20、内侧轮胎胎圈座22、槽部24、外侧轮胎胎圈座26和外侧轮胎胎圈座保持凸缘28。在所示的实施例中，轮辋10被示出为具有大致均匀的厚度。替代地，根据需要，轮辋10的形状、构造、结构和/或材料可以与图示和描述不同。

在所示实施例中，“增强”带和/或类似的“增强”材料30，例如纤维增强塑料带(FRP带)和/或碳纤维增强塑料带(CFRP带)被选择性地施加到轮辋10的至少一个或多个选定表面和/或区域；然而，可以使用其他合适的“增强”材料和/或带，只要它们允许一个或多个较薄的轮辋部分并且提供其必要的支撑即可。可以通过任何期望的方法施加带30，例如通过自粘带方法，通过适当的粘合剂或任何其他合适的方法。优选地，材料30通过选定的方法永久地附接到轮辋10。替代地，材料30可以通过使得材料30在需要时能够被移除的方法附接到轮辋10上。如图1A所示(该图是通过包括带30的轮辋10的截面的视图)，粘合剂38(其根据需要可以是带30的一部分或者与带30分离并且优选地被施加到带30的内表面、轮辋10的相关部分的外表面或者被施加到这两者)介于带30的内表面和轮辋10的相关部分的外表面之间。在所示的实施例中，粘合剂38优选地是自粘带30的一部分。

在所示实施例中，带30具有大致均匀的厚度，所述带30被施加到内侧轮胎胎圈座22的外表面22A的一部分、槽部24的外表面24A的一部分和外侧轮胎胎圈座26的外表面26A的一部分。在所示实施例中，围绕轮辋10的选定表面连续地(即，360度)施加材料30。根据需要，可以围绕轮辋10的选定表面非连续地施加材料30。替代地，根据需要，带30的形状、构造、结构、材料、应用和/或一个或多个位置可以与图示和描述不同。

现在参照图4，示出了根据本发明的总体用40表示的轮辋的第二实施例。轮辋40优选是钢制轮辋，并且被示出为构造成与两件或更多件式的“成品”车轮结合使用，所述“成品”车轮具有轮辋40，所述轮辋40被构造成通过适当的装置固定到单独的一件或多件式轮盘(如图5中总体用42所示)，以便制造图5中总体上用44表示的附接有成品槽部的车轮。在所示的实施例中，车轮44是钢制车轮并且轮盘42由钢形成而且通过焊接固定到轮辋40。轮盘42可以由任何合适的一种或多种材料或其组合形成，所述材料例如钢、铝、碳纤维。

如图4所示，轮辋40限定车轮轴线(未示出)并且包括内侧胎圈座保持凸缘50、内侧轮胎胎圈座52、槽部54、外侧轮胎胎圈座56和外侧轮胎胎圈座保持凸缘58。在所示实施例中，轮辋10被示出为具有不均匀或变化的厚度。而且，在该实施例中，在轮辋40的一个或多个部分中设置一个或多个“减重”孔或开口，并且这种孔由带覆盖或封闭。在图示的实施例中，多个孔54A设置在轮辋40的槽部54中并被带60B覆盖且“密封”。取决于轮辋40的特定尺寸，孔54A的数量、位置和/或尺寸可以不同于所示。例如，在商业轮辋上，孔的尺寸可以是直径达数英寸。替代地，根据需要，轮辋40的形状、构造、结构和/或材料可以不同于图示和描述。而且，除了被带覆盖和密封之外，还可以用布置在孔54A内的适当密封材料(未示出)来密封孔54中的一个或多个。

在所示的实施例中，选择性地将增强带和/或类似的增强材料60A﹣60C，例如纤维增强塑料带(FRP带)和/或碳纤维增强塑料带(CFRP带)，施加到轮辋40的至少一个或多个选定表面和/或区域；然而，可以使用其他合适的“增强”材料和/或带，只要它们允许一个或多个较薄的轮辋部分并提供其必需的支撑即可。可以通过任何期望的方法施加材料60A﹣60C，例如通过自粘带方法，通过合适的粘合剂或任何其他合适的方法。优选地，材料60A﹣60C通过选定的方法永久地附接到轮辋40。替代地，材料60A﹣60C可以通过使得材料60A﹣60C在需要的情况下能够被去除的方法附接到轮辋40。

在所示实施例中，带60A﹣60C具有不同的大致均匀的厚度，其中，带60A最薄而带60B最厚。带60C被施加到内侧轮胎胎圈座52的外表面52A的一部分，带60B被施加到槽部54的外表面54B的一部分，并且带60A被施加到外侧轮胎胎圈座56的外表面56A的一部分。在所示实施例中，材料60A﹣60C被连续(即，360度)地施加在轮辋40的选定表面周围。根据需要，材料60A﹣60C可以被非连续地施加在轮辋40的选定表面周围。替代地，根据需要，带60A﹣60C的形状、构造、结构、材料、应用和/或一个或多个位置可以与所示出和描述不同。

现在参考图6，示出了根据本发明的总体用70表示的轮辋的第三实施例。轮辋70优选为钢制轮辋，并且被示出为被构造成与两件或更多件式的“成品”车轮相结合使用，所述两件或更多件式的“成品”车轮具有轮辋70，所述轮辋70被构造成通过合适的装置固定到单独的一件或多件式轮盘(如上所示的轮盘12或42)，以便制造成品车轮(例如上面所示的车轮14或44)。在所示的实施例中，相关车轮可以是钢制轮并且轮盘可以由钢形成并且通过焊接固定到轮辋70。

如图6所示，轮辋70限定车轮轴线(未示出)，并且包括内侧胎圈座保持凸缘80、内侧轮胎胎圈座82、槽部84、外侧轮胎胎圈座86和外侧轮胎胎圈座保持凸缘88。在所示实施例中，轮辋70被示出为具有不均匀或变化的厚度。替代地，根据需要，轮辋70的形状、构造、结构和/或材料可以与图示和描述不同。

在所示实施例中，增强带和/或类似增强材料90(例如纤维增强塑料带(FRP带)和/或碳纤维增强塑料带(CFRP带))被选择性地施加到轮辋70的一个或多个选定表面和/或区域。可以通过任何适当的方法施加材料90，诸如例如通过自粘带方法，通过合适的粘合剂或任何其他合适的方法施加。优选地，材料90通过所选方法永久地附接到轮辋70。替代地，材料90可以通过使得能够根据需要去除材料90的方法附接到轮辋70上。

在图示的实施例中，带90的厚度大致均匀并且被施加到内侧轮胎胎圈座82的内表面82A的一部分、槽部84的内表面84A的一部分和外侧轮胎胎圈座86的内表面86A的一部分。在所示实施例中，材料90被连续地(即，360度)施加在轮辋70的选定表面周围。根据需要，材料90可以被不连续地施加在轮辋70的选定表面周围。替代地，根据需要，带90的形状、构造、结构、材料、应用和/或一个或多个位置可以与图示和描述不同。

现在参考图7，示出了根据本发明的总体用100表示的轮辋的第四实施例。轮辋100优选是钢制轮辋，并且被示出为构造成通过适当的装置固定到单独的一件或多件式轮盘(例如图8中的总体用102所示)，以便制造成品车轮，在图8中总体用104表示。在图示的实施例中，车轮104是钢制车轮，并且轮盘102由钢制成且通过焊接固定到轮辋100。轮盘102可以由任何合适的一种或多种材料或其组合形成，所述材料例如钢、铝、碳纤维。

如图7所示，轮辋100限定车轮轴线(未示出)，并且包括内侧胎圈座保持凸缘110、内侧轮胎胎圈座112、槽部114、外侧轮胎胎圈座116和外侧轮胎胎圈座保持凸缘118。在所示实施例中，轮辋100被示出为具有大致不均匀或变化的厚度。替代地，根据需要，轮辋100的形状、构造、结构和/或材料可以不同于图示和描述。

在图示的实施例中，选择性地将增强带和/或类似的增强材料120(例如纤维增强塑料带(FRP带)和/或碳纤维增强塑料带(CFRP带))施加到轮辋100的至少一个或多个选定的表面和/或区域。可以通过任何期望的方法来施加材料120，例如通过自粘带方法，通过合适的粘合剂或任何其他合适的方法。优选地，材料120通过选定的方法永久地附接到轮辋100。替代地，材料120可以通过使得能够根据需要移除材料120的方法附接到轮辋100。

在所示的实施例中，带120的厚度基本均匀并且被施加到设置在内侧轮胎胎圈座122的外表面的一部分中的凹陷部或袋状部112A中、被施加到设置在槽部114的内表面的一部分中的凹陷部或袋状部114A中以及被施加到设置在外侧轮胎胎圈座116的外表面的一部分中的凹陷部或袋状部116A中。在所示实施例中，材料130被连续地(即，360度)施加在轮辋100的选定表面周围。根据需要，材料130可以被非连续地施加在轮辋70的选定表面周围。如图7中可见，袋状部112A﹣116A的深度优选地被选择为使得带130的相关外表面与轮辋100的毗邻的内/外表面基本齐平。替代地，根据需要，带130的形状、构造、结构、材料、应用和/或一个或多个位置可以与图示和描述不同。

本发明的一个潜在的或已实现的优点是，与用于相同负载应用的标准的常规全钢制轮辋相比，由于选择性使用材料30、60A﹣60C、90和130，相关联的轮辋10、40、70和100至少在其选定部分中是“较薄的”。因此，针对相同的负荷应用，与使用这种标准常规钢制轮辋的标准常规所有车轮相比，轮辋10、40、70和100利用这种轮辋减少了特定成品车轮的总重量。而且，所使用的钢制轮辋可以具有恒定的厚度或通过已知方法(例如有限元分析(FEA))确定的可变厚度。类似地，增强带的厚度可以在轮辋轮廓上变化或者是恒定的。优选地，可以选择性地放置增强带，使得实际上轮辋的一些区域可以不具有任何增强带。增强带恢复必要的强度和刚度以承载负荷，但重量更轻。

已经在其各种实施例中描述了本发明的原理和操作模式。然而，应该注意的是，在不脱离其范围的情况下，可以以不同于具体说明和描述的方式来实施本发明。