CN101835629A - 车轮安装组件 - Google Patents

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CN101835629A CN200880113424A CN200880113424A CN101835629A CN 101835629 A CN101835629 A CN 101835629A CN 200880113424 A CN200880113424 A CN 200880113424A CN 200880113424 A CN200880113424 A CN 200880113424A CN 101835629 A CN101835629 A CN 101835629A
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Abstract

一种车轮组件包括：(a)适于安装成以便绕着轴线旋转且限定用于封闭齿轮组(G)的壳体的轮毂(116)，该轮毂具有大体圆柱形的外表面；(b)包围轮毂的外表面的环件(118)；以及(c)包围轮毂的至少一部分的大体圆柱形的轮缘(22A)，该轮缘适于承载轮胎，且具有沿径向向内延伸的安装凸缘(24A)。安装凸缘紧固到环件上。

Description

车轮安装组件
发明背景
本发明大体涉及非公路用车和其它重型车辆，且更具体地讲，涉及用于安装这样的车辆的车轮的机构。
许多大型车辆，特别是非公路用车(例如自动倾卸卡车和其它轮式采矿装备)，使用包含齿轮最终传动或变速器的轮毂。一个或多个车轮(也称为“轮缘”)安装到此轮毂上。为了最大扭矩能力和耐用性，合乎需要的是使变速器构件尽可能大，同时仍然装配到轮毂中。在现有技术中，已经将轮缘安装成使得有可能便利地安装和移除它们。不幸的是，此设计会侵占对变速器构件可用的空间，且限制了变速器构件的大小。
发明简述
本发明解决了现有技术的这些和其它缺点，本发明提供了用于将承载轮胎的轮缘安装到车轮轮毂上的若干构造。
根据本发明的一方面，一种车轮组件包括：(a)适于安装成以便绕着轴线旋转且限定用于封闭齿轮组的壳体的轮毂，该轮毂具有大体圆柱形的外表面；(b)包围轮毂的外表面的环件；以及(c)包围轮毂的至少一部分的大体圆柱形的轮缘，该轮缘适于承载轮胎，且具有沿径向向内延伸的安装凸缘。安装凸缘紧固到环件上。“包围”的意思是指在周围延伸，例如环件在轮毂的外表面周围延伸。
根据本发明的另一方面，一种车轮组件包括：(a)适于安装成以便绕着轴线旋转的轮毂，该轮毂限定用于封闭齿轮组的壳体，且具有承载相应的内侧凸缘和外侧凸缘的内侧端和外侧端，其中至少外侧凸缘是分段的；以及(b)包围轮毂的至少一部分的大体圆柱形的第一轮缘，该第一轮缘适于承载轮胎，且具有沿径向向内延伸的安装凸缘。第一轮缘的安装凸缘以与外侧凸缘互补的关系分段，且紧固到内侧凸缘上。
根据本发明的另一方面，一种车轮组件包括：(a)适于安装成以便绕着轴线旋转且限定用于封闭齿轮组的壳体的轮毂，该轮毂具有大体圆柱形的外表面；以及(b)包围轮毂和该轮毂的至少一部分的大体圆柱形的第一轮缘，该第一轮缘适于承载轮胎，且具有自其沿轴向延伸的第一安装凸缘。用延伸穿过第一安装凸缘且沿大体径向方向定向的至少一个紧固件将第一轮缘紧固到轮毂上。
根据本发明的另一方面，一种车轮组件包括：(a)适于安装成以便绕着轴线旋转的轮毂，该轮毂具有大体圆柱形的外表面；(b)由轮毂承载且轴向地延伸远离该轮毂的空心环形变速器壳体，该变速器壳体包括：(i)具有第一外径的内侧区段；(ii)具有显著大于第一直径的第二外径的外侧区段；以及(iii)互连内侧区段和外侧区段的过渡区段；(c)通过第一机械连接件紧固到轮毂和变速器壳体上的环形适配环；以及(d)包围变速器壳体和轮毂的至少一部分的大体圆柱形的轮缘，该轮缘适于承载轮胎且具有沿径向向内延伸的安装凸缘，该安装凸缘通过第二机械连接件紧固到适配环上。轮缘和变速器壳体之间限定了环形空间，使得可从变速器壳体的外侧端物理上(physically)接近机械连接件。
附图简述
可通过参照结合附图图形得到的以下描述来最佳地理解本发明，其中：
图1是现有技术的车轮组件的示意性截面图；
图2是图1的一部分的放大视图；
图3是根据本发明的一方面显示了用于将轮缘安装到车轮组件上的构造的车轮组件的示意性截面图；
图4是根据本发明的另一方面显示了用于将轮缘安装到车轮组件上的构造的备选车轮组件的示意性截面图；
图5是根据本发明的另一方面显示了用于将轮缘安装到轮毂上的构造的车轮组件的示意性分解透视图；
图6是图5所示的轮毂的示意性透视图；
图7是图5所示的轮缘的示意性透视图；
图8是图7所示的轮缘的端视图；
图9是根据本发明的另一方面显示了用于将轮缘安装到轮毂上的构造的车轮组件的示意性分解透视图；
图10是图9所示的轮毂的示意性透视图；
图11是图9所示的轮毂的示意性侧视图；
图12是图9所示的轮缘的示意性透视图；
图13是图9所示的轮缘的截面图；
图14是图9所示的轮缘的剖面透视图；
图15是根据本发明的另一方面显示了用于将轮缘安装到车轮组件上的构造的车轮组件的示意性截面图；以及
图16是根据本发明的又一方面显示了用于将轮缘安装到车轮组件上的构造的车轮组件的示意性截面图。
发明详细描述
参照附图，其中，相同参考标号在所有几幅图中表示相同元件，图1和2描绘了用于矿用自动倾卸卡车和其它非公路用车的类型的现有技术的车轮组件10。在理解了构件是绕着轴线“A”旋转的主体的情况下，以半剖视图显示了车轮组件10。如本文所用，术语“轴向”大体是指平行于轴线A的方向，而术语“径向”大体是指与轴线A垂直的方向。框架12包括用于安装到车辆(未显示)上且自该车辆向外延伸的凸缘14或其它机构。通过轴承18将车轮轮毂(或简称为“轮毂”)16安装成以便在框架12上旋转。大体圆柱形的变速器壳体20紧固到车轮轮毂的外侧端上。如本文所用，术语“大体圆柱形”指的是主要是绕着轴线的旋转主体的形状，其可包括一个或多个渐缩区段、突起(例如凸缘或凸脊)、阴的机加工出的特征(例如周向凹槽或轴向花键)、孔、非轴对称特征等。已知类型的变速器或齿轮组(例如多级行星齿轮组)承载在变速器壳体20内，且可操作地连接到轮毂16上，以便将扭矩从诸如驱动轴或电力牵引马达的源传递到轮毂16。为了说明的清楚，仅在“G”处示意性地显示了齿轮组。将理解的是本发明的设计对于安装使用不相同的类型的齿轮组或根本就不使用齿轮组的车轮而言是同样有用的。一个或多个车轮(也称为“轮缘”)安装到轮毂16上。在所示实例中，显示了外侧轮缘22A和内侧轮缘22B。各个轮缘22分别具有用于安装轮胎的装置和向内延伸的安装凸缘24A和24B。
如在图2中最清楚地看到，适配环26栓接到轮毂16的外端上，且外侧轮缘22A栓接到适配环26上。对于提供径向间隙、使得可安装或移除内侧轮缘22B而言，这是必要的。不幸的是，当在轮毂16上为适配环26提供安装表面时，其限制了变速器壳体20的外径，这继而限制了变速器的其中的构件的大小。
图3示出了用于将轮缘安装到轮毂116上的第一构造。在理解了将如图1所示以传统方式安装内侧轮缘(未显示)的情况下，图2示出了外侧轮缘22A。具有沿轴向延伸的带螺纹的孔120的阵列的环件118布置在轮毂116周围。例如通过环件118的内径和轮毂116的外径之间的可选压配件使环件118保持就位。不像现有技术的轮毂16，轮毂116一直向外到其外侧端都保持其最大外径。在此特定实例中，轮毂116是细长的，且限定用于封闭齿轮组G的空间，使得不需要单独的变速器壳体。外侧轮缘22A的安装凸缘24A靠接环件118。大体圆柱形的套筒适配器122在其内侧端处具有内凸缘124，该内凸缘124以机械的方式紧固(例如利用螺栓126)到环件118上，以夹紧外侧轮缘22A。套筒适配器122的外凸缘128(例如用螺栓132)紧固到轮毂116和/或端板130上。在操作中，环件118承载来自外侧轮缘22A的径向载荷。套筒适配器122将扭矩从端板130传递到外侧轮缘22A，且将径向载荷传递到轮毂116。套筒适配器122还有助于安装和移除外侧轮缘22A。例如，可使用穿过外凸缘128中的孔插入的螺栓或其它工具来将轮缘/环件对压按就位。可在外凸缘128中提供额外的带螺纹的孔，使得可拧入螺栓(未显示)以靠在端板130上，并且将套筒/环件/轮缘组合顶出轮毂116。
图4示出了用于将轮缘安装到类似于现有技术的轮毂16的轮毂216上的第二构造。在理解了将如图1所示以传统方式安装内侧轮缘(未显示)的情况下，图4示出了外侧轮缘22A。具有沿轴向延伸的带螺纹的孔220的阵列的环件218布置在轮毂216周围。环件218可为连续的、分开的或分段的，而且如果环件218是连续的话，环件218和轮毂216之间可存在压配件。在所示实例中，延伸到轮毂216中的一排或多排沿径向对准的螺栓222使环件218保持就位。环件218可设有抗旋转特征，例如接收在轮毂216的键槽226中的所示花键224。也可使用花键和键槽的相反构造。不像现有技术的轮毂16，轮毂216一直向外到其外侧端都保持其最大外径。在此特定实例中，轮毂216是细长的，且限定用于封闭齿轮组G的空间，使得不需要单独的变速器壳体，但可使用单独的变速器壳体。外侧轮缘22A的安装凸缘24A靠接环件218，且(例如用螺栓)紧固到环件218上。在操作中，环件218在外侧轮缘22A和轮毂216之间传递扭矩和径向载荷。
图5-8示出了用于将轮缘安装到结构类似于现有技术的轮毂16的轮毂316上的第三构造。轮毂316包括内侧凸缘318和外侧凸缘320。不像现有技术的轮毂16，轮毂316一直向外到其外侧都保持其最大外径。在此特定实例中，轮毂316是细长的，且限定用于封闭齿轮组的空间，使得不需要单独的变速器壳体。内侧轮缘322B包括(例如用螺栓)紧固到内侧凸缘318上的安装凸缘324B，而外侧轮缘322A包括(例如用螺栓)紧固到外侧凸缘320上的安装凸缘324A。
如图所示，至少外侧凸缘320和内侧轮缘322B的安装凸缘324B是分段的。内侧凸缘318和外侧轮缘322A的安装凸缘324A不需要分段。外侧凸缘320和安装凸缘324B的分段允许内侧轮缘322B滑动越过外侧凸缘320，以便将内侧轮缘322B栓接到内侧凸缘318上。外侧凸缘320和内侧安装凸缘324B的分段是互补性的，且可具有任何数量的段，且不需要彼此相同。而且，轮缘和安装凸缘都不需要是彼此相同的，只要在外侧凸缘320和内侧安装凸缘324B之间保持互补关系即可。在操作中，扭矩和径向载荷通过内凸缘318和外凸缘320直接在轮毂316和外侧轮缘322A与内侧轮缘322B之间传递。
图9-14示出了用于将轮缘安装到结构类似于现有技术的轮毂16的轮毂416上的第四构造。轮毂416包括内侧凸缘418和外侧凸缘420。不像现有技术的轮毂16，轮毂416一直向外到其外侧端都保持其最大外径。在此特定实例中，轮毂416是细长的，且限定用于封闭齿轮组的空间，使得不需要单独的变速器壳体，但可使用单独的变速器壳体。内侧轮缘422B包括(例如用螺栓)紧固到内侧凸缘418上的安装凸缘424B，而外侧轮缘422A包括(例如用螺栓)紧固到外侧凸缘420上的安装凸缘422A。
如图所示，至少外侧凸缘420和内侧轮缘422B的安装凸缘424B是分段的。凸缘和轮缘上的段还可转移或偏移到不同的轴向平面中，而且是沿周向分段的。内侧凸缘418和外侧轮缘422A的安装凸缘424A不需要分段。但是，如果它们没有分段/分开，则该组件将需要一个或多个间隔件或适配器，以允许外侧轮缘424A适当地紧固到外侧凸缘420上。外侧凸缘420和安装凸缘424B的分段允许内侧轮缘422B滑动越过外侧凸缘420，以便将内侧轮缘422B栓接到内侧凸缘418上。该分段构造成使得内侧轮缘422B可通过轴向移置和绕着轮毂轴线旋转来到达内侧凸缘418。轮缘422A、422B和轮毂凸缘418、420两者中的段的数量和大小使得当与用于分段的平面的数量结合时，允许内侧轮缘422A沿轴向移动，且绕着轮毂轴线进行一些轮缘旋转。
外侧凸缘420和内侧安装凸缘424B的分段可具有任何数量的段，且不需要彼此相同。而且，轮缘和安装凸缘都不需要是彼此相同的。在操作中，扭矩和径向载荷通过内凸缘418和外凸缘420直接在轮毂416和外侧轮缘422A与内侧轮缘422B之间传递。
图15示出了用于将轮缘安装到类似于现有技术的轮毂16的轮毂516上的第五构造。图15显示了安装到轮毂516上的外侧轮缘522A和内侧轮缘522B。轮缘522A和522B不具有沿径向延伸的安装凸缘。相反，各个轮缘522A和522B分别具有沿轴向延伸的安装凸缘524A和524B。不像现有技术的轮毂16，轮毂516一直向外到其外侧端都保持其最大外径。在此特定实例中，轮毂516是细长的，且限定用于封闭齿轮组G的空间，使得不需要单独的变速器壳体，但可使用单独的变速器壳体。安装凸缘524A和524B(例如用螺栓526)直接紧固到轮毂516的外周表面上。在操作中，扭矩和径向载荷直接在轮毂516和外侧轮缘522A与内侧轮缘522B之间传递。
图16示出了用于将轮缘安装到轮毂616上的第六构造。该构造类似于图1和2所示的现有技术的车轮组件10。通过轴承618将车轮轮毂(或简称为“轮毂”)616安装成以便在框架612上旋转。大体圆柱形的变速器壳体620紧固到轮毂616的外侧端上，且封闭齿轮组G(示意性地显示)。如同上述其它构造一样，轮毂616可为细长的，以限定用于封闭齿轮组G的空间，使得将不需要单独的变速器壳体。将理解的是，本发明的设计对于安装使用不相同的类型的齿轮组或根本就不使用齿轮组的车轮来说是同样有用的。
变速器壳体620包括由过渡区段634互连的内侧区段630和外侧区段632。内侧区段630具有第一内径“D1”，且外侧区段632具有显著大于第一内径D1的第二内径“D2”。如本文所用，“显著大于”意思是指第二内径D2比第一内径D1大了比可归因于制造公差中的普通变化更大的量。在此实例中，两个区段都是大体圆柱形的，但也可使用其它形状。外侧区段632的大小的增加允许齿轮箱G大于图1中看到的现有技术的变速器壳体20的齿轮箱，从而允许变速器壳体20处理增大的扭矩载荷，同时使用与现有技术相同的轮缘和轮胎大小。
适配环626通过机械连接件(例如用螺栓636)紧固到轮毂616的外端上。环形适配环626由两个段或更多个段制成，使得可通过在变速器壳体620周围(即从径向方向)放入各段来组装环形适配环626。轮缘622(在此情况下是外侧轮缘)通过机械连接件(例如用螺栓638)紧固到适配环626上。在所示实例中，仅显示了外侧轮缘622。轮缘622具有用于安装轮胎的装置，且具有接收螺栓638的向内延伸的安装凸缘624。内侧轮缘(未显示)将如图1所示以传统方式安装到轮毂616上。
虽然变速器壳体620的外侧区段632的大小比现有技术增大了，但是该大小被限制成使得其仍然允许用于安装或移除螺栓636和638或以别的方式接近适配环626的工具(例如套筒扳手)从车轮组件610的外侧端接近。这就不需要移除或拆卸变速器壳体620。在所示实例中，第二直径D2比第一直径D1大大约7.6cm(3.0英寸)。在所示实例中，过渡区段634的形状大体为截头圆锥形的，但可使用任何便利的截面轮廓来实现过渡。
虽然本文已经示出了用于将各种元件连接在一起的螺栓，但是也可使用其它带螺纹的紧固件(或大体其它紧固件)。
前述已经对用于将车轮安装到轮毂上的若干构造进行了描述。虽然已经对本发明的具体实施例进行了描述，但将对本领域技术人员显而易见的是，可在不偏离本发明的精神和范围的情况下对本发明作出各种修改。因此，提供本发明的优选实施例的前述描述和用于实践本发明的最佳模式仅仅是为了说明目的而非为了限制目的。

Claims (15)

1.一种车轮组件，包括：
(a)适于安装成以便绕着轴线旋转且限定用于封闭齿轮组的壳体的轮毂，所述轮毂具有大体圆柱形的外表面；
(b)包围所述轮毂的外表面的环件；以及
(c)包围所述轮毂的至少一部分的大体圆柱形的轮缘，所述轮缘适于承载轮胎，且具有沿径向向内延伸的安装凸缘，所述安装凸缘紧固到所述环件上。
2.根据权利要求1所述的车轮组件，其特征在于，所述车轮组件还包括包围所述轮毂的套筒适配器，所述套筒适配器具有紧固到所述环件上的内凸缘，以及紧固到所述轮毂的远端上的外凸缘，使得所述安装凸缘夹在所述套筒适配器和所述环件之间。
3.根据权利要求2所述的车轮组件，其特征在于，所述套筒适配器为大体圆柱形的，所述内凸缘自所述套筒适配器沿径向向外延伸，且所述外凸缘自所述套筒适配器沿径向向内延伸。
4.根据权利要求2所述的车轮组件，其特征在于，所述轮毂的远端由端板封闭。
5.根据权利要求1所述的车轮组件，其特征在于：
(a)用沿大体径向方向定向的至少一个紧固件将所述环件紧固到所述轮毂上；以及
(b)用沿大体轴向方向定向的至少一个紧固件将所述轮缘的所述安装凸缘紧固到所述环件上。
6.根据权利要求5所述的车轮组件，其特征在于，所述环件和所述轮毂的外表面其中之一包括花键，所述花键接合所述环件和所述轮毂中的另一个中的互补性键槽。
7.一种车轮组件，包括：
(a)适于安装成以便绕着轴线旋转的轮毂，所述轮毂限定用于封闭齿轮组的壳体，且具有承载相应的内侧凸缘和外侧凸缘的内侧端和外侧端，其中，至少所述外侧凸缘是分段的；
(b)包围所述轮毂的至少一部分的大体圆柱形的第一轮缘，所述第一轮缘适于承载轮胎，且具有沿径向向内延伸的安装凸缘；以及
(c)其中，所述第一轮缘的安装凸缘以与所述外侧凸缘互补的关系分段，且紧固到所述内侧凸缘上。
8.根据权利要求7所述的车轮组件，其特征在于，所述车轮组件还包括包围所述轮毂的至少一部分的大体圆柱形的第二轮缘，所述第二轮缘适于承载轮胎，并且具有自该第二轮缘沿径向向内延伸的安装凸缘；其中，所述第二轮缘的安装凸缘紧固到所述外侧凸缘上。
9.根据权利要求8所述的车轮组件，其特征在于，所述轮毂和所述第一轮缘与所述第二轮缘的所有凸缘都是分段的。
10.根据权利要求7所述的车轮组件，其特征在于，所述外侧凸缘和所述第一轮缘的安装凸缘的单独的段彼此沿轴向偏离。
11.一种车轮组件，包括：
(a)适于安装成以便绕着轴线旋转且限定用于封闭齿轮组的壳体的轮毂，所述轮毂具有大体圆柱形的外表面；
(b)包围所述轮毂及所述轮毂的至少一部分的大体圆柱形的第一轮缘，所述第一轮缘适于承载轮胎且具有自该第一轮缘沿轴向延伸的第一安装凸缘；以及
(c)其中，用延伸穿过所述第一安装凸缘且沿大体径向方向定向的至少一个紧固件将所述第一轮缘紧固到所述轮毂上。
12.根据权利要求11所述的车轮组件，其特征在于，所述车轮组件还包括：
(a)包围所述轮毂的至少一部分的大体圆柱形的第二轮缘，所述第二轮缘适于承载轮胎且具有自该第二轮缘沿轴向延伸的第二安装凸缘；
(b)其中，用延伸穿过所述第二安装凸缘且沿大体径向方向定向的至少一个紧固件将所述第二轮缘固定到所述轮毂上；以及
(c)其中，所述第一轮缘和所述第二轮缘定向成使得所述第一安装凸缘和所述第二安装凸缘彼此相邻。
13.一种车轮组件，包括：
(a)适于安装成以便绕着轴线旋转的轮毂，所述轮毂具有大体圆柱形的外表面；
(b)由所述轮毂承载且轴向地延伸远离所述轮毂的空心的环形变速器壳体，所述变速器壳体包括：
(i)具有第一内径的内侧区段；
(ii)具有显著大于所述第一内径的第二内径的外侧区段；以及
(iii)互连所述内侧区段和所述外侧区段的过渡区段；
(c)通过第一机械连接件紧固到所述轮毂和所述变速器壳体上的环形适配环；
(d)包围所述变速器壳体和所述轮毂的至少一部分的大体圆柱形的轮缘，所述轮缘适于承载轮胎且具有沿径向向内延伸的安装凸缘，所述安装凸缘通过第二机械连接件紧固到所述适配环上；
(e)其中，在所述轮缘和所述变速器壳体之间限定了环形空间，使得可从所述变速器壳体的外侧端物理上接近所述机械连接件。
14.根据权利要求13所述的车轮组件，其特征在于，通过至少一个带螺纹的紧固件将所述适配环紧固到所述轮毂和所述变速器壳体上。
15.根据权利要求13所述的车轮组件，其特征在于，通过至少一个带螺纹的紧固件将所述轮缘紧固到所述轮毂和所述适配环上。
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