CN107531087B - 指示机动车辆的车轮上的松动车轮螺母的装置和相关方法 - Google Patents

Abstract

一种用于可视地指示机动车辆的车轮上的松动车轮螺母(57)的装置(10)具有多个车轮螺母接合构件(12、14、16、18、20)。每个车轮螺母接合构件均能与接合构件接合的相应车轮螺母一起转动并具有用于指示车轮螺母接合构件的起始位置的指示器(26)。该多个车轮螺母接合构件中的任意两个相邻的车轮螺母接合构件均通过弹性易曲的细长构件(28)互连，以限定间隔开的但互连的车轮螺母接合构件的连续构造。在使用时，第一车轮螺母(57)的任何松动转动将致使与该车轮螺母接合的接合构件(12)及其指示器(26)与车轮螺母一起转动，由此提供该车轮螺母的松动的可视指示。

Description

指示机动车辆的车轮上的松动车轮螺母的装置和相关方法

技术领域

本发明涉及一种松动车轮螺母指示器，具体地，涉及一种用于可视地指示道路机动车辆的松动车轮螺母的装置。更具体地，本发明涉及这样的装置，该装置还可用于防止与松动车轮螺母相邻的车轮螺母的任何松动，因此，限制松动车轮螺母的任何进一步松动。

背景技术

道路机动车辆通常具有通过多个车轮螺母保持在轮轴的轮毂上的盘式车轮，车轮螺母的数目通常为六个、八个、或十个，该多个车轮螺母被适配成螺纹地接合至在轮毂凸缘周围呈圆形等距离间隔开的对应数目的螺柱。螺柱穿过车轮圆盘中的通孔，并且通过将螺母紧紧地螺旋至螺柱上并且以正确的扭矩抵靠车轮圆盘而将车轮固定至轮毂。

然而，由于车辆及其前轮轴和后轮轴的连续或持久的振动，所以车轮螺母随着时间而可能松动。此问题在重型道路机动车辆以及许多其他商用道路车辆中尤为明显，这是因为这些车辆具有更多数量的轮轴(而在每个轮轴的任一侧均具有多于一个的车轮)和非常大且重的车轮，这使得螺母的拧紧变得相对困难。

所有道路机动车辆中的车轮螺母随着时间而松动的趋势因为多种因素而加速。这些因素包括最初没有以正确的扭矩拧紧螺母、适配了不合适的车轮螺母、利用致使螺柱拉伸并且疲劳的自动化工具将螺母经常性过度拧紧以及更换车轮之后车轮在轮毂上产生的“设置”，该设置致使螺母在车轮圆盘上的力减小。

车轮螺母的松动产生严重不利的后果。如果车轮螺母在车辆运动时变得松动，车轮可能经历径向负载增加，如果未检查到径向负载增加，则致使车轮自身和/或螺柱、轮毂、以及甚至可能螺母遭到严重损坏。在极端情况下，车轮螺母可以从其螺柱旋开或者车轮由于过多的弯曲道路而切断螺柱，从而致使车轮从轮毂脱离，从而产生潜在地灾难性结果。

存在解决这些问题的许多及变化尝试方案，其中大多数方案没有效果或效果很小。

一种解决方案涉及找出防止车轮螺母变松动的方式。

除维持常规检查以及如果需要的校正车轮螺母紧固器之外，已经开发了熟知的自锁定螺母系统，该自锁定螺母系统依靠螺柱上的螺纹与螺母上的螺纹之间的干涉配合以形成锁定部，该锁定部通过螺母螺纹的一部分发生变形并且提供螺纹接合过程中的阻力而使螺母的旋转硬化(stiffen，使具有粘性)，或者通过将尼龙或其他可变形插入件定位在螺母的螺纹孔内并且螺柱通过螺纹孔抵抗硬化阻力(stiffening resistance)而切割螺纹。

自锁定螺母系统的问题在于其被设计成仅出于一次拧紧周期而以最大锁定效力操作，并且如果使用一次以上，将具有明显下降的锁定能力。

进一步地，在与螺柱螺纹接合的初始阶段，因为锁定部使得螺母的转动硬化，所以用手不能快速地拧紧自锁定螺母，且产生的结果是，在初始阶段也需要扳手或其他工具，由此相当地延长了上紧车轮螺母并且因此将车轮附接至轮毂所花费的时间。由于在车辆使用寿命期间，不得不多次移动车轮螺母，所以对于多数用户而言，这些问题和缺点是不可接受的。更换旧有或损坏的螺母也将变得非常昂贵。

另一解决方案涉及在车轮螺母变得松动时及时找出可视地指示的方式，因此，能够产生适当的干涉，以在产生严重损坏结果之前重新拧紧或更换螺母。

已知的是提供了一件聚合物环状物或帽状物形式的松动车轮螺母指示器，该指示器固定地夹持在各个车轮螺母周围或上方并包括尖角或箭头部分，以可视地指示车轮螺母由于其意外转动而变得松动。

上述所述类型的松动车轮螺母指示器的问题在于箭头部分需要指向预定的起始方向，由此具有起始位置，并且车轮螺母松动的任何指示必须要求对与初始方向和位置的偏离进行识别。在多数情况下，车轮螺母产生问题的松动来自于大于约5°的转动，但是，对于约5°至高至约20°的转动，则非常难以可视地检测该偏离的识别、或者由于利用尖角指示器上的该一件夹具而遗漏对该偏离的识别。

进一步地，这些指示器在各个车轮螺母上操作，并且因此一个螺母的任何松动独立于任何其他螺母的动作。因此，各个指示器并不具有防止任何其他螺母松动或限制已经松动的螺母发生任何进一步的松动的任何方式。

现已终止的澳大利亚发明专利号2010 101 053公开了一种具有本体的帽状物或盖状物形式的松动车轮螺母指示器，该指示器能够紧密地配合在拧紧螺母上方，以与螺母一起转动，并且包括相对于螺母可转动的转盘或其他装置，用于可视地指示螺母的任何松动。该指示器在构造上复杂，从而需要具有复杂结构的单独制造的本体和转盘与螺母协作并且进一步仅在各个螺母上操作。

本发明人发明的国际专利申请号PCT/AU2014/000363公开了一种成对的环状物或帽状物形式的松动车轮螺母指示器，该指示器与相应成对的相邻车轮螺母接合并且与其相应的车轮螺母一起转动。该对环状物或帽状物通过被构造成在至少两个方向上弯曲的弹性易曲细长构件而互连。该多环状物或帽状物各自具有指示器，因此，车轮螺母中的一个的松动转动将致使环状物或帽状物及其指示器一起转动，由此提供该车轮螺母的松动的可视指示。尽管该指示器可靠并且使用简单，然而，该指示器仅能够接合至一对相邻的车轮螺母，并且因为机动车辆的车轮通常具有更多的车轮螺母，所以该车轮需要一个以上的该指示器。对于机动车辆或车队的每个车轮而言，这就产生了与需求、接合、移除以及储存一个以上指示器相关的问题，因为在将该指示器接合至每对相邻的车轮螺母之后，始终存在一个未被接合的车轮螺母，所以当车轮上存在奇数个车轮螺母时，也会产生明显的问题。

发明内容

本发明的目标是提供一种克服、或者至少大致改进上述现有技术的问题和缺点、或者至少提供可供使用的替代方案的松动车轮螺母指示器。

根据本发明，提供一种用于可视地指示机动车辆的车轮上的松动车轮螺母的装置，包括：多个车轮螺母接合构件，每个接合构件均能与接合构件接合的相应的车轮螺母一起转动并且具有用于指示接合构件的起始位置的指示器，该多个接合构件中的任何两个相邻的接合构件皆通过弹性易曲的细长构件而互连，以限定间隔开的但是互连的接合构件的连续构造，其中，在使用时，第一车轮螺母的任何松动转动将致使与该车轮螺母接合的接合构件与其指示器一起转动，由此提供该车轮螺母的松动的可视指示。

优选地，细长构件被构造成使得因第一车轮螺母的松动而引起的细长构件的任何伸直将致使细长构件对与细长构件连接的第二接合构件施加压缩张力，由此抵抗与第二接合构件接合的第二车轮螺母的任何松动转动，以防止其任何松动。

优选地，细长构件被构造成使得施加在第二细长构件上的压缩张力将致使细长构件对第一接合构件施加压缩张力，由此抵抗第一车轮螺母的任何进一步的松动转动，从而限制器任何进一步的松动。

优选的是，车轮螺母接合构件中的每一个均选自于由环状物、帽状物、环形件(loop)以及盖状物构成的组。

在一些优选的实施方式中，车轮螺母接合构件中的每一个均可以是具有形成在环状物的面向内的表面上的间隔开的横向凹槽的环状物，以在车轮螺母的成角度的拐角周围夹紧车轮螺母。

可替代地，车轮螺母接合构件中的每一个均可以是帽状物，该帽状物具有形成在帽状物的面向内的表面上的间隔开的横向凹槽，以在车轮螺母的成角度的拐角周围夹紧车轮螺母。

就优选方式而言，细长构件被构造成包括之字型的整体形状。

优选地，每个指示器均包括与相应的接合构件形成整体的箭头。

多个车轮螺母接合构件可由奇数个车轮螺母接合构件构成。

根据本发明的另一方面，提供一种用于可视地指示机动车辆上的松动车轮螺母的方法，包括下列步骤：

(a)提供根据本发明的装置；

(b)将车轮螺母接合构件与相应的车轮螺母接合，其中，每个接合构件的起始位置由其相应的指示器来指示；并且

(c)可视地监控任一接合构件的指示器的任何转动，以指示相应车轮螺母的松动。

附图说明

为了更易于理解本发明并且产生实际效果，现将参考附图，其中：

图1是根据本发明的优选实施方式的松动车轮螺母指示装置的平面图，

图2是图1中的装置的侧视图，

图3是图1中的装置的俯视立体图，

图4是图1中的装置的倒置立体图，

图5是图1中的装置仅与三个螺母部分接合时的侧视图，

图6是图1中的装置与车轮的全部五个螺母完全接合时的俯视立体图，

图7是示出装配有图1中的装置的车轮与车轮的全部五个螺母完全接合时并且示出装置的全部指示器在配合时位于起始位置处的立体图，

图8是图7中的一部分的放大图，示出了第一螺母接合构件与其起始位置处的指示器，

图9是装配有图7和图8中所示的装置的车轮，并且示出了第一螺母接合构件的指示器位于指示与车轮螺母接合构件接合的车轮螺母的松动的部分转动位置处的立体图，

图10是图9中的一部分的放大图，示出了第一螺母接合构件与其部分转动位置处的指示器，

图11是示出装配有图1中的装置的车轮在与车轮的全部五个螺母接合时并且示出装置的全部指示器在配合时位于起始位置处的平面图，

图12是装配有图11中所示的装置的车轮、并且示出螺母接合构件的指示器位于指示与车轮螺母接合构件接合的车轮螺母的进一步松动的完全转动位置处的立体图，

图13是根据本发明的另一优选实施方式的松动车轮螺母指示装置与车轮的全部十个螺母完全接合时并且示出装置的全部指示器在配合时位于起始位置处的俯视立体图，

图14是根据本发明的又一优选实施方式的松动车轮螺母指示装置与车轮的全部十个螺母完全接合时并且示出装置的全部指示器在配合时位于起始位置处的俯视立体图，并且

图15是根据本发明的又一优选实施方式的松动车轮螺母指示装置与车轮的全部十个螺母完全接合时并且示出装置的全部指示器在配合时位于起始位置处的俯视立体图。

具体实施方式

在图1至图4分别示出了装置10，并且在图5至图12中示出了使用时的该装置，该装置主要用于可视地指示道路机动车辆的车轮上的松动车轮螺母，但是该装置也可用于防止相邻的车轮螺母的任何松动，进而可限制松动车轮螺母的任何进一步松动。

装置10具有用于在相应的车轮螺母(在图5和图6中由标号22示出，而在图7至图12中由标号57、58、59、80和61示出)周围接合的多个车轮螺母接合构件12、14、16、18、20，多个车轮螺母接合构件彼此相邻并且被布置成作为与盘式车轮的轮毂凸缘周围的车轮螺柱接合的车轮螺母的常规、等同间隔的、圆形布置的一部分。因此，装置10限定了间隔开的车轮螺母接合构件12、14、16、18以及20的连续(endless，环形) 构造。在图1至图12中所示的实施方式中，接合构件是环状物，但是，可替代地，接合构件可以是帽状物、环形件(loop)、盖状物或者用于接合车轮上的全部车轮螺母的其他合适装置。

在本实施方式中，环状物12、14、16、18、20通过具有间隔开的横向凹槽24而能与相应的车轮螺母一起转动，该横向凹槽形成在环状物的面向内的表面上以便在车轮螺母的成角度的拐角周围夹紧车轮螺母。可替换地，该共同的转动可由于形成必要夹持的车轮螺母接合构件的一个或多个面向内的表面上的一些其他形式的轮廓或形状所导致，或者可由于车轮螺母接合构件夹持螺母的紧密度而导致。在该实施方式中，如图6所示，每个环状物均具有渐缩的下内边缘，用于接收并且容纳可变尺寸的车轮螺母。

环状物12、14、16、18、20具有指示每个环状物的起始位置的相应指示器26。在本实施方式中，每个指示器26均是箭头形状的并且与其环状物形成整体。可替代地，指示器可以是倒钩形式或其他楔形形状，或者可以包括起始位置处的可视指示器的一些其他形式，诸如压印、凹槽或模压线等。

装置10中的任何两个相邻的环状物皆通过细长构件28互连由弹性易曲材料制成，该材料诸如为聚丙烯或低密度聚乙烯(LDPE)、或其他合适的聚合物材料等，以限定通过相应的细长构件28而互连的间隔开环状物的连续构造。

装置10具有形成在每个指示器26的相对侧上的一对切口42、44并且具有多个凸条46或肋条，多个凸条或肋条在每个环状物12、14、16、 18、20的凹槽24周围形成在向上突出环面部分48的上表面上。在本实施方式中，存在彼此等距且径向间隔开的十二个凸条46，但是，这些凸条的数目可以改变或不具有这些凸条。

在该实施方式中，细长构件28通过诸如塑料注塑模制工艺与环状物 (由此环状物由与细长构件相同的聚合物材料制成)12、14、16、18、20 形成整体。可替代地，环状物12、14、16、18、20可以由与细长构件28 不同的材料和在合适的热和压力条件下或通过其他合适的连接装置而连接在一起的独立部件制成。

每个细长构件28均被构造成在至少两个方向上弯曲。在该实施方式中，在螺母拧紧方向是顺时针方向的情况下，细长构件28的弯曲构造为之字型的整体形状，尽管弯曲构造可替代地可以是整体的弯曲形状或某一其他波形形式的形状或字母Z形。

通常，只要每个细长构件保持弹性易曲，每个细长构件则必须被构造成与车轮(该车轮与装置10接合)的任何中央驱动轮轴组件分开或不干涉。

如图1中最佳示出的，细长构件28在两个方向上弯曲，中央线性区域30介于其间。细长构件28的相应的相对端部处具有第一接合部分32 和第二接合部分34。接合部分32、34连接至多个环状物中的任何两个相邻的环状物的相应环状物。

弹性易曲的细长构件28允许本发明的装置径向地延伸和收缩，以从车轮的中心点处接合具有不同间隔的车轮螺母的车轮(以及装配有螺母的螺柱49)。

在该实施方式中，第一接合部分32和第二接合部分34中的每个均在大体与相应的环状物相切的方向上连接至该环状物，尽管接合部分32、34 连接至环状物的其他方向也位于本发明的范围内，例如垂直方向。

有利地，并且参考图1中的附图，位于细长构件28的左端处的接合部分32(当从装置10内观察时，例如从与装置10接合的车轮的中心点观察)在环状物的一个位置(如果指示器26的方向对应于时钟时针的十二点位置(或弧的0°)，该位置则对应于时钟的时针的三点位置与四点位置之间(或弧的90°至120°之间))处连接至环状物12，并且位于细长构件 28的右端处的接合部分34在环状物的一个位置(该位置对应于时钟的时针的七点位置与八点位置之间(或弧的210°至240°之间))处连接至环状物14。

在车轮螺母拧紧方向是顺时针方向的情况下，该连接构造对于增强松动(在逆时针方向上松动)车轮螺母的可视指示以及对于增强对相邻的车轮螺母的任何松动的防护(进而可以增强对松动车轮螺母的进一步松动的限制)最为有用。

在使用时，装置10接合至道路机动车辆的盘式车轮上的全部车轮螺母。图7、图8以及图11中尤其示出了此操作。

在该使用实例中，每个环状物12、14、16、18、20的起始位置(由相应指示器26指示)使得指示器26从车轮的中心点(并且车轮螺母从该中心点等距地间隔)向外径向地定向或指向。

可替代地，起始位置可以使得指示器向内朝向中心点径向地指向或定向，或者可以使得指示器与车轮的转动方向对准。

可替代地，如果车轮(该车轮需要由本发明的装置接合)上具有偶数个车轮螺母，起始位置则可以使得每一对相邻的车轮螺母接合构件的一对指示器朝向彼此。

第一车轮螺母的任何松动转动将致使与车轮螺母接合的环状物(即，环状物12)与其指示器26一起转动，由此提供第一车轮螺母的松动的可视指示。这还将致使与环状物的右侧(当从装置10内观察时)连接的细长构件28变得更直并且与环状物的左侧连接的细长构件28变得更直，并且由此提供松动的第一车轮螺母的进一步可视指示。图9和图10中示出了此操作并且图12中关于车轮螺母57的操作尤其明显。

进一步地，细长构件28的连接构造使得因通过环状物12接合的第一车轮螺母57的松动而引起的环状物12的两侧上的细长构件28的任何变值将致使细长构件28对位于环状物12的相对侧上的每个环状物14、20 施加压缩张力(compressive tension)，由此抵抗或防止分别与环状物14、 20接合的车轮螺母58、61的任何松动转动，从而防止其任何松动。

而且，细长构件28的连接构造使得对各个环状物14、20施加的压缩张力将致使细长构件28对环状物12施加压缩张力，由此抵抗或防止第一车轮螺母57的任何进一步松动转动，从而限制器任何进一步的松动。

通过具体实施例方式，图11和图12示出了图1至图4中所示的接合至道路机动车辆的盘式车轮70上的全部车轮螺母57、58、59、60、61的装置10的使用情况。

图11示出了装置10的每个环状物12、14、16、18、20的指示器26 的起始位置。装置10的每个环状物的指示器28指向从车轮的中心点径向地向外的方向。

图12示出了，在车轮中使用，与环状物12接合的车轮螺母57存在松动(逆时针方向)转动。这致使环状物12与其相应的指示器26一起转动，由此提供螺母57的松动的可视指示。这还致使位于环状物12的两侧上的细长构件28伸直，并且由此提供松动车轮螺母57的进一步可视指示。

细长构件28的伸直还对环状物14和20施加压缩张力(因此，环状物14和20分别对螺母58和61施加拧紧的顺时针转动力)，由此抵抗或防止车轮螺母58和61的任何松动(反时针方向)转动，以防止其任何松动。

施加在环状物14和20上的压缩张力还致使细长构件28对环状物12 施加压缩张力，由此抵抗或防止车轮螺母57的任何进一步松动转动，以限制器任何进一步的松动。

图13中示出的使用中的装置72、图14中示出的使用中的装置74以及图15中示出的使用中的装置76各自接合至道路机动车辆的相应盘式车轮70的全部十个车轮螺母77，并且一般出于同一目的用作装置10。除非另有说明，否则，图13、图14、以及图15中分别示出的装置72、74以及76各自的结构和功能与下文中参考图1至图12描述的装置的结构和功能相同，并且由类似标号表示类似特征。

如图13所示，装置72的车轮螺母接合构件是延伸环状物80，车轮螺母接合构件中的每一个均与相应的车轮螺母77接合，车轮螺母在车轮70 上凹陷，以使得该延伸环状物80从车轮圆盘下方延伸至车轮70的轮毂凸缘并且由此完全覆盖螺母77的侧部。该螺母可以说是凹陷地安装在车轮上并且通常称为凹陷螺母。在该实施方式中，该延伸环状物80的顶部是敞开的或者开盖的(uncap)，因此，螺母77的顶部是可见的。每个延伸、开盖的环状物80的指示器84均从环状物80的顶部延伸，并且将任何两个相邻环状物80互连的细长构件86也从环状物80的顶部延伸。

如图14所示，装置74的车轮螺母接合构件也是延伸环状物90，与延伸环状物80相似，但是，在该实施方式中，每个延伸环状物90的顶部均是封闭的或被覆盖的，因此，螺母的顶部不可见。在该实施方式中，环状物90的封闭顶部92或盖是略微的圆屋顶形状并且与其环状物90形成整体。

如图15所示，装置78的车轮螺母接合构件也是延伸环状物100，与延伸环状物90相似，因此，每个延伸环状物100均具有封闭的顶部102 或盖，但是，在该实施方式中，每个延伸环状物100的每个指示器104均从环状物100的底部延伸，并且将任何两个相邻的环状物100互连的细长构件106也从环状物100的底部延伸。因为指示器104和细长构件106位于环状物100的底部，所以该延伸环状物100不可使用凹陷的螺母。但是，虽然如此，通过提供防尘罩或盖，仍可以提供防尘的螺母及其螺柱。

对本领域技术人员还易于显而易见的是，在不背离本发明的范围和实质的情况下，可以对上述所述松动车轮螺母指示器及限制器的设计和构造详细地做出各种改造。

Claims (10)

1.一种用于可视地指示机动车辆的车轮上的松动车轮螺母的装置，包括设置成环形构造的多个车轮螺母接合构件，每个所述车轮螺母接合构件均能与所述车轮螺母接合构件所接合的相应的车轮螺母一起转动，并且所述车轮螺母接合构件具有用于指示所述车轮螺母接合构件的起始位置的指示器，多个所述车轮螺母接合构件中的一对相邻的所述车轮螺母接合构件均通过弹性易曲的细长构件互连，其中，多个所述车轮螺母接合构件、指示器以及互连的细长构件整体地形成，并且其中，每个指示器一致地定向，以便在使用时，第一车轮螺母的任何松动转动将致使与所述第一车轮螺母接合的第一接合构件以及所述第一接合构件的指示器和所述第一车轮螺母一起转动，由此提供所述第一车轮螺母的松动的可视指示。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述细长构件被构造成使得由于所述第一车轮螺母的松动而导致的所述细长构件的任何变形将致使所述细长构件在与所述细长构件连接的第二接合构件和第三接合构件上施加压缩张力。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述细长构件被构造成使得施加在所述第二接合构件或第三接合构件上的所述压缩张力将致使所述细长构件在所述第一接合构件上施加压缩张力，由此抵抗所述第一车轮螺母的任何进一步松动转动，以限制所述第一车轮螺母的任何进一步的松动。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述车轮螺母接合构件中的每一个均选自于由环状物、帽状物、环形件以及盖状物构成的组。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述车轮螺母接合构件中的每一个均是环状物，所述环状物具有形成在所述环状物的面向内的表面上的间隔开的横向凹槽，以在所述车轮螺母的成角度的拐角周围夹紧所述车轮螺母。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述车轮螺母接合构件中的每一个均是帽状物，所述帽状物具有形成在所述帽状物的面向内的表面上的间隔开的横向凹槽，以在所述车轮螺母的成角度的拐角周围夹紧所述车轮螺母。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述细长构件被构造成包括之字型的整体形状。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述指示器中的每一个均包括与相应的所述车轮螺母接合构件形成整体的箭头。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，多个所述车轮螺母接合构件由奇数个所述车轮螺母接合构件构成。

10.一种用于可视地指示机动车辆上的松动车轮螺母的方法，所述方法包括下列步骤：

(a)提供根据权利要求1所述的装置，

(b)将所述车轮螺母接合构件与相应的所述车轮螺母接合，其中，由所述车轮螺母接合构件的相应的指示器指示所述车轮螺母接合构件中的每一个的起始位置，并且

(c)可视地监控所述车轮螺母接合构件中的任一个的所述指示器的任何转动，以指示相应的所述车轮螺母的松动。

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