CN103038067B - 车辆车轮 - Google Patents

Abstract

一种车辆的车轮，包括轮缘（10），轮缘具有轴向间隔开的支撑部（12，14），相应的环形轮胎支撑元件（34，36）能够被接合在支撑部上；其中支撑元件中的一个支撑元件的直径大于其它支撑元件的直径。

Description

车辆车轮

技术领域

本发明涉及车辆的车轮。

背景技术

根据本发明的车轮设计用作重型运输车辆（例如采矿车或推土车）中的双轮组件的最外轮。出于载重能力和牵引的原因，通常这类车辆位于其驱动部或每个驱动部的非转向轴上，双轮组件各自包括安装在共用轮毂上的一对相邻的轮，该对轮设有相应的轮胎。这种轮可具有轮缘，轮缘的直径为大约1.6m或更大，轮的滚动直径相对更大，而且每个轮的重量基本上大于1吨。

每个轮均可具有通过大量（例如数十个）固定螺栓或双头螺柱固定到轮毂的圆盘件。如果因为损坏或磨损而需要更换时，从轮毂整体移除这个轮是一个麻烦且费时的过程，特别是如果必须移除的是双轮中的内侧车轮，则必须先移除外侧车轮，在内侧车轮被重新装配之后，再接着更换后者。随后必须检查车轮的安装螺栓（例如调扭矩），这带来更大的不便，因此在从车轮移除轮胎时，将车轮保持在轮毂上的原位已成为公认经验。为此，可移除的轮胎支撑元件被设置在车轮上，在外侧车轮的内边缘及外边缘处均具有这种可移除元件，在内侧车轮的外边缘处的轮胎支撑元件至少可移除。例如从美国专利US6568764公知，每对轮的外侧车轮的轮缘直径小于内侧车轮的轮缘直径，通过使外侧车轮穿过其中心而便于从内侧车轮移除轮胎并重新装配到内侧车轮，但是即便这种设置在操作上也存在困难。车轮的每个边缘处的轮胎支撑元件一般包括轮胎胎圈座元件、轮胎壁支撑凸缘和保持环。

这种操作中存在的一个问题是，在重新装配过程期间，使内侧车轮的轮胎、胎圈座元件和保持环元件与车轮对齐。当然，轮胎很重，诸如胎圈座元件等部件的重量为大约250kg或更多。它们因太重而无法手动处理，所以不得不以机械方式处理，而且在轮胎、胎圈座元件和保持环已经移动经过外侧车轮的较小直径轮缘之后，它们不得不接着再次对齐，进而进一步移动以接合内侧车轮缘。这种再次对齐在现场条件下很困难。本发明旨在解决这种难题。

发明内容

根据本发明的一个方案，提供一种车辆的车轮，该车轮包括轮缘，轮缘具有轴向间隔开的支撑部，相应的环形轮胎支撑元件被可移除地接合在支撑部上；其中，多个支撑元件中的一个支撑元件的直径大于其它支撑元件的直径。

优选地，两部分之间的轮缘的外周表面包括直径逐渐改变的过渡表面部。其可在支撑部的相应的直径之间延伸。过渡表面有利地是截头锥形的；其可设置在单独的过渡元件上，以焊接的方式连接到提供相应的支撑部的轮缘零件。

用于轮缘的每个支撑部的轮胎支撑元件可包括轮胎胎圈座元件。对邻近胎圈的轮胎壁进行引导的凸缘元件位于其自由边缘处，并可设置保持环。

当根据本发明的车轮被设置为一对（或更多）车轮的外侧车轮时，较小直径的轮缘部将被设置在车轮的外侧端。假设从两轮的轮胎及轮胎支撑元件已移除的位置开始，重新装配轮胎的过程是，首先将内侧车轮的轮胎定位在外侧车轮的轮缘上。由于外侧车轮的轮缘的外侧支撑部的直径比最靠近内侧车轮的支撑部的直径小，由轮缘的较小直径的支撑部设置工作间隙，所以内侧车轮的轮胎相对容易被安置在外侧车轮的轮缘上。随着轮胎从轮缘的较小直径的支撑部移动到较大直径的支撑部，轮缘的过渡表面部有利于这种移动，并有助于轮胎相对内侧车轮的轮缘对齐。轮胎能够通过使用任何处理设备来保持这种对齐，并移动越过外侧车轮与内侧车轮之间的间隙，从而装配到内侧车轮的轮缘。随后，还能够通过移动越过外侧车轮的轮缘来装配内侧车轮的外侧轮缘零件的轮胎支撑元件。

接着，胎圈座元件自身与凸缘之后的外侧车轮的内侧轮胎胎圈座元件的保持环能够被装配到外侧车轮。再次，在该操作中，由于这些元件与较小直径部之间的间隙较大，所以它们在轮缘的较小直径部上的配置能够相对容易地生效，于是它们能够移动越过过渡表面部，以到达它们在轮缘的较大直径部上的装配位置。然后轮胎以及其保持环能够被装配在外轮缘的外侧轮胎胎圈座元件之后。

车轮的轮胎胎圈座元件可彼此相同，在轮缘的较小直径部与相应的胎圈座元件之间布置有适当的环形间隔元件。可替代地，可以为车轮轮缘的较小直径部设置增大尺寸的专用轮胎胎圈座元件。

优选地，过渡表面部的倾斜度使得当诸如轮胎胎圈座元件等刚性部件经过过渡表面时，如果过渡表面部与部件之间有任何微小程度的未对齐，则抵抗摩擦自锁。

本发明的另一方案是涉及解决双车轮轴中由内侧车轮与外侧车轮的轮缘的相邻边缘之间的间隙造成的难题。尤其在从内侧车轮移走外侧胎圈座元件的过程中，所采用的任何处理装置都相对地难以接近，元件可能落在两车轮轮缘的边缘之间。随后，将其提升至正确位置并对齐而使得外侧车轮的轮缘装配穿过其中心是非常困难的。

因此，根据本发明的另一方案，提供一种车辆的车轮，其包括轮缘，轮缘具有轴向间隔开的支撑部，相应的环形轮胎支撑元件可接合在支撑部上，其中轮缘的至少一个边缘设有从轮缘边缘沿轴向延伸的引导构造，该引导构造具有引导表面，该引导表面的直径从基本上等于相邻支撑部的直径逐渐变小。

优选地，引导表面大体是截头锥形的。

优选地，本发明的第一方案和第二方案可结合在一个轮中。

根据本发明的另一方案，提供一种车辆的双轮配置结构，其中外侧车轮是根据本发明的第一方案和/或第二方案的车轮。在根据本发明的第一方案的车轮的情况下，轮缘的较小直径支撑部将设置在车轮的外侧边缘处，同时在根据本发明的第二方案的车轮的情况下，引导构件将设置在车轮的内侧边缘处。

优选地，外侧车轮的较大直径支撑部与内侧车轮的相邻支撑位置的直径相同。

附图说明

下面将参照附图以示例的方式描述本发明，其中：

图1是在包含转轴的平面上、根据本发明的车轮的一部分的剖视图；

图2是如图1那样的剖视图，但仅示出了车轮的主轮缘部件；

图3是双轮组件形式的、根据本发明的车轮与传统车轮并置的、如图1和图2那样的剖视图。

具体实施方式

首先参照附图中的图1和图2，其示出用于诸如大型推土机等车辆的车轮。其包括由附图标记10总体表示的轮缘，该轮缘通常为中空的圆筒形式，且围绕中心轴延伸，该轮缘在使用时围绕该中心轴旋转。轮缘的两个相对端具有彼此轴向间隔开的支撑部12、14。通常在两端12、14之间的轮的中间区域，环形轮盘16焊接到轮缘的内壁，轮盘16具有多个沿周向间隔开的孔，用以接纳固定螺栓或双头螺栓，车轮由固定螺栓或双头螺柱安装在驱动轴的端部的可旋转的轮毂上。

轮缘的支撑部12、14的横截面形状彼此基本相同，并相对彼此镜像定位。支撑部12具有外环形凹部8，用以与环形保持环22的径向向内延伸的壁部20配合，环形保持环22的周向上的一点处被径向切割到使其能够扩展到套上轮缘的支撑部12的自由端然后紧缩的程度，使得壁部20接合在凹部18中。相对凹部18朝向车轮的中心处，支撑部12具有直径小于凹部18的另一环形凹部24。轮缘的支撑部14具有对应于凹部18、24的凹部26、28。轮缘的支撑部12和轮缘的相邻区域的外径比支撑部14和轮缘的相邻部分的外径约大2.5cm。

在轮缘的轮盘16与支撑部12之间，具有过渡元件30。这是焊接到提供支撑部12、14的相应的轮缘部件的相邻端的环形部件。过渡元件30具有外截头锥形的过渡表面部32。

轮缘的支撑部12、14承载相应的轮胎胎圈座元件34、36。轮胎胎圈座元件34具有邻接部38，该邻接部38具有倾斜的截头锥形邻接表面40，该邻接表面40接合保持环22上设置的对应倾斜的邻接表面42。接纳在凹部24中的弹性O形圈44在胎圈座元件34与轮缘之间提供气密密封。显而易见的是，保持环22及其表面42和胎圈座元件38及其表面40的结构使得，当轮胎被装配到胎圈座元件并充气膨胀时，保持环依靠胎圈座元件施加在其上的力而被紧紧推到与凹部18接合，并因此不能与之分离。

轮胎胎圈座元件34承载大体L截面的环形凸缘元件35，该凸缘元件35邻接胎圈座元件的面向轴向的壁39。类似地，胎圈座元件36承载凸缘元件37。凸缘元件在其径向最内侧的自由端处支撑胎圈附近的轮胎（图中未示）的相应的侧壁。

胎圈座元件36与胎圈座元件34相同，与后者镜像布置。保持环48与轮缘的支撑部14保持接合，但是因为支撑部14的外径小于支撑部12的外径，所以环形间隔元件50被插设在胎圈座元件36、轮缘支撑部40与保持环48之间。出于气密性的原因，间隔元件50接合对应于O型圈44的O型环52。

关于胎圈座元件36，应注意，其仅在轮缘的支撑部14的附近接触车轮轮缘。因为轮胎与胎圈座元件之间的所有的力都作用在胎圈座元件的邻接部的区域，所以无需支撑胎圈座元件的最靠近车轮的中心区域的那部分。然而，可以省略间隔元件50，而代以利用沿径向具有更大直径的不同结构的胎圈座元件36。保持元件48小于保持环22。

如示出的，过渡元件30从车轮的两边缘之间的中心区域朝向车轮的较大直径的支撑部偏置。原则上，过渡元件可布置在车轮的边缘之间的、对车轮的其它零件的功能没有不利影响的任何便利位置。如所示，车轮通过轮盘16安装在轴的轮毂上，轮盘16可以位于车轮的两边缘之间任何便利位置。轮盘16可以连接到过渡元件的内部。代替设置单独的过渡元件，过渡表面可设置在提供其支撑部12、14的轮缘的一个或其它零件上。

截头锥形过渡表面32相对于车轮的转轴以充分大的角度倾斜，以确保诸如胎圈座元件等部件在倾斜且变得未对齐的情况下也不可能从车轮的较小直径越过过渡表面到较大直径，以卡住在过渡表面上。

现参照附图的图3，图3示出在双轮配置中，根据本发明的车轮与传统车轮并置。在图3中，用70表示根据本发明的上述车轮，该车轮构成双轮组件的外侧车轮，同时用80表示传统车轮，该传统车轮构成组件的内侧车轮。传统车轮80包括轮缘82，轮缘82在其内侧边缘处具有支撑凸缘86的固定胎圈座构造84。在其外侧边缘处，承载凸缘90的可移除轮胎胎圈座元件88由保持环94保持在轮缘82的支撑部92上。根据本发明的车轮70的支撑部12的直径与内侧传统车轮80的支撑部92的直径相同。

当装配到内侧车轮80的轮胎必须被移除时，假设在无需从轴上整体移除车轮的情况下就能够完成，则首先需要从外侧车轮70移除轮胎及关联的轮胎支撑部件。这通过在移除胎圈座元件36和凸缘37以后移除车轮70的外侧边缘处的保持环48而首先完成。然后在移除胎圈座元件和凸缘37之后可以移除轮胎，接着移除保持环22。于是可以接近内侧车轮80，在移除胎圈座元件88和凸缘90之后首先移除保持环94。这些部件越过车轮80、70的轮缘之间的间隙，在此过程中，延伸经过间隙的一小段距离的引导构件60会有所帮助。引导构件60的截头锥形表面62有助于将从车轮80移除的保持环94及胎圈座元件88与车轮70的轮缘对齐，从而能够越过其支撑部12的外径。于是可以从车轮80移除轮胎，再次越过车轮的相邻边缘之间的间隙，并越过车轮70。

当准备在内侧车轮80上更换轮胎时，首先将轮胎放置在车轮70的外侧端，因为车轮70的轮缘的外侧端的直径比内侧端的直径小，所以定位相对容易完成。随着轮胎被移动到车轮70的内侧端，其越过过渡表面32，进而在车轮70的轮缘的较大直径部上对齐。这样，使其依次与车轮80的轮缘对齐，从而有助于其运动经过车轮之间的间隙。随后，按照与移除相反的顺序更换车轮80的外侧边缘处的轮胎支撑部件。

因此，应理解，根据本发明的车轮的上述特征对于在车轮位于原位的情况下、执行双轮配置的轮胎更换操作有显著帮助。

当本说明书和权利要求书中使用术语“包括”和“包含”及其各种变型时，意味着包括指定的特征、步骤或整体。术语不应解释为排除其它特征、步骤或部件的存在。

前述说明或随后的权利要求书或附图中以它们的明确形式或从执行所公开的功能的方式而言所表达的特征、或实现所公开的结果的方法或过程（在适当的情况下）可单独地或以这些特征的任意组合的形式加以利用，从而以不同的形式实现本发明。

Claims (9)

1.一种车辆的双轮配置结构，包括具有相应的轮缘的外侧车轮(70)和内侧车轮(80)；所述外侧车轮的轮缘具有轴向间隔开的多个支撑部(12,14)，相应的环形轮胎支撑元件(34，36)能够被接合在所述支撑部上；所述外侧车轮的内侧边缘的支撑部(12)的直径大于所述外侧车轮的外侧边缘的支撑部(14)的直径；内侧车轮轮缘(82)在邻近所述外侧车轮处具有支撑部(92)，环形轮胎支撑元件(88)可移除地支撑在所述内侧车轮的支撑部(92)上；其中所述内侧车轮的支撑部(92)的直径与相邻的所述外侧车轮的支撑部(12)的直径基本上相同。

2.根据权利要求1所述的双轮配置结构，其中所述外侧车轮的内侧边缘的支撑部(12)和所述外侧车轮的外侧边缘的支撑部(14)之间的外侧轮缘(10)的外周表面包括直径逐渐改变的过渡表面部(32)。

3.根据权利要求2所述的双轮配置结构，其中所述过渡表面部(32)是截头锥形的。

4.根据权利要求3所述的双轮配置结构，其中所述过渡表面部的倾斜度能够抵抗与接合所述过渡表面部的表面的部件的摩擦自锁。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的双轮配置结构，其中所述过渡表面部被设置在单独的过渡元件(30)上，所述过渡元件连接到提供所述外侧车轮的内侧边缘的支撑部(12)和所述外侧车轮的外侧边缘的支撑部(14)的相应的环形件。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的双轮配置结构，其中所述外侧车轮的轮缘的内侧边缘设有从该处轴向延伸的引导构造(60)，所述引导构造具有引导表面，所述引导表面的直径从基本等于所述外侧车轮的轮缘的内侧边缘的总直径的直径开始逐渐减小。

7.根据权利要求6所述的双轮配置结构，其中所述引导表面大体是截头锥形的。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的双轮配置结构，其中用于所述外侧车轮的轮缘的各个支撑部(12，14)的轮胎支撑元件(34，36)包括轮胎胎圈座元件。

9.根据权利要求8所述的双轮配置结构，其中所述轮胎胎圈座元件彼此相同，在所述外侧车轮的轮缘的较小直径的支撑部与相应的胎圈座元件之间布置有环形间隔元件(50)。