CN107757241A - 束紧轮和制造方法 - Google Patents

Abstract

一种束紧轮和制造方法。束紧轮由一件式铸件制造，包括轮毂部分和轮辋部分两者。在铸造和加工辐条接口之后，轮毂部分和轮辋部分分离，并且装配钢丝辐条。

Description

束紧轮和制造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年8月23日提交的美国临时专利申请No.62/378,304的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

本发明涉及一种车轮。特别地，本发明涉及束紧轮，诸如通常用于摩托车的束紧轮，其中内轮毂和外轮辋是通过多根单独的钢丝辐条连接在一起的单独构件。每根钢丝辐条都通过允许张力调节以校准车轮的辐条帽而连接至外轮辋。虽然被许多消费者高度期望束紧轮，但是它们的构造常规地限制制造选项，并且单独钢丝辐条连接能够随着时间不均匀地变松。

发明内容

在一个方面，束紧轮包括轮毂和轮辋，轮辋通过多根单独的钢丝辐条紧固至轮毂。制造束紧轮的方法包括：将轮毂和轮辋与临时连接装置整体地铸造在一起；加工与轮毂和轮辋的辐条接口；移除临时连接装置从而将轮辋与轮毂分离；以及将轮毂和轮辋之间的多根单独的钢丝辐条中的每根钢丝辐条都连接在辐条接口处。

在另一方面，用于钢丝束紧轮的轮铸件包括：轮毂部分，轮毂部分具有辐条孔的周向阵列；和轮辋部分，轮辋部分具有辐条孔的周向阵列。

通过考虑详细说明和附图，本发明的其它方面将变得显而易见。

附图说明

图1是根据本发明的一个方面的束紧轮的透视图。

图2是包括用于轮胎压力监视传感器的安装特征的图1的束紧轮的一部分的详细透视图。

图3是沿图2的线3-3截取的束紧轮的横截面图。

图4是包括临时连接装置的图1的束紧轮的初始铸件的透视图。

图5示出由临时连接装置联接至加工中心的图4的初始铸件。

图6是被加工以辐条孔的图4的初始铸件的透视图。

图7是示出在移除临时连接装置以将轮毂和轮辋部分分离之后的图6的初始铸件的透视图。

在详细地解释本发明的任何实施例之前，应理解，本发明在其应用中不限于下文说明中阐述的或者以下附图中示出的构造的细节和部件的布置。本发明能够是其它实施例，并且能够被以各种方式实践或者执行。同样地，应理解，本文中使用的措词和术语是为了说明的目的，并且不应被认为限制。

具体实施方式

图1示出由位于相对径向内部位置处的轮毂24、处于径向外部位置处的轮辋28以及多根钢丝辐条32构造的束紧轮20，多根钢丝辐条32中的每根都在轮毂24和轮辋28之间延伸并且连接至轮毂24和轮辋28。车轮20能够限定由轮毂24和轮辋28共享的中心轴线A。钢丝辐条32能够被布置成包括所示的各种各样的图案，并且辐条32的数目能够大于20，或者大于30。轮毂24能够包括轴向端部凸缘36，轴向端部凸缘36设置有安装位置或者接口(例如孔38)，以紧固每根辐条32的径向内端。辐条32的内端能够是钩状端。同样地，轮辋28能够设置有多个安装位置或者接口(例如孔40)，以紧固每根辐条32的径向外端。辐条帽或者紧固件44能够被设置在每根辐条32的径向外端处。辐条帽44从外部径向向内地延伸到对应的孔40内，进入绕孔40形成的座46(图6)。在一个方向中转动辐条帽44拧紧对应的辐条32，而在相反的方向中转动辐条帽44松开辐条32。辐条帽44用于在装配时，并且在维护以校准车轮20的过程期间调节辐条张力。车轮20的辐条32可由与轮毂24和轮辋28不同的材料(例如钢丝)构造。

轮毂24和轮辋28是仅由辐条32连接在一起的单独构件。然而，轮毂24和轮辋28由一种共同材料(例如铝)制成。此外，如下文进一步详细讨论的，轮毂24和轮毂28在被分为单独元件之前，作为一个整体元件(例如单个铸件)在共同成形过程中成形。虽然在共同成形过程中由共同材料一起构造，但是轮毂24和轮辋28能够具有铸造后施加的不同精加工，从而提供外观的差异。

如图2和3中最佳示出的，轮辋28包括在沿中心轴线A的方向中轴向相对的两端，每个都限定胎圈座48，以接合并且保持轮胎胎圈。每个胎圈座48的轴向内部是径向向外地突出，从而在安装期间限制轮胎胎圈的移动的隆起52。在隆起52之间，在轮辋28的轴向中心部分处限定沟部56。沟部56比胎圈座48或者隆起52径向地更靠近中心轴线A。辐条帽44的孔40被设置在沟部56中。沿周向方向，孔40能够被布置成Z字形图案，使得每个相邻的孔40都偏移至一个轴向方向，或者在交替图案中的另一轴向方向。在其它实施例中，孔40能够在沟部56的外部形成(例如在轴向地在胎圈座48的外部的轮辋28的一部分中)。绕每个孔40形成升高堤部(mound)60，并且在每个相邻孔40之间都是升高肋64，升高肋64连接升高堤部60。升高特征60、64被铸造到轮辋28的径向外表面中，并且是周向不均匀的形式，并且不可能通过挤出过程实现。升高特征60、64允许分布通过辐条32和轮毂24传递至轮辋28的力负荷(例如制动负荷、发动机扭矩负荷、动态车辆负荷等)。类似地，如图2和3中所示，用于轮胎压力监视传感器68的指定安装座能够被铸造到轮辋28中。安装座能够至少部分地由任何以下限定：凹口或者凹部70，以及任何数目的突出部或者突片72，以便将轮胎压力监视传感器68维持在期望位置。形成安装座的特征一些或者全部能够是周向不均匀的形式，并且不可能通过挤出过程实现。在轮胎压力监视传感器安装座的情况下，一个或多个特征在使轮辋28成形时在铸模或者模具中同时成形，并且传感器安装座仅被设置在轮辋上的单个周向位置处。如在图3中所示，形成用于轮胎压力监视传感器68的安装座的一个或多个特征被设置在轮辋28的外部径向表面中在接收气门杆76的气门杆孔口74的位置处，以对安装在车轮20上的轮胎充气。在一些实施例中，如在其内容通过引用并入本文的美国专利No.9,067,465中所述，轮辋密封件能够被联接至轮辋28的外部径向表面(例如联接在沟部56内)，从而在轮辋28的外部径向表面和内部径向表面之间提供空气密封(例如抑制空气穿过孔40和气门杆孔口74)。

轮毂24和轮辋28被作为一件一起铸造，这里称为初始铸件26(图4和6)，并且在单件时，初始铸件26被加工完成有用于束紧的特征(即内辐条接口和外辐条接口)。初始铸件26包括连接装置80，连接装置80通过铸造整体成形，以将轮毂24和轮辋28连接(图4)。连接装置80能够形成有在径向内端能够分开的多个辐条82，从而连接至轮毂24的两个轴向端部凸缘36。连接装置80包括支撑环84，支撑环84具有安装特征88，其中每个安装特征88都限定安装孔口92。所示支撑环84被径向地定位在轮毂24和轮辋28之间，并且向连接装置80提供结构刚性。连接装置80是一种临时设置以允许加工辐条保持特征，诸如孔40(图6)，而下文更详细地描述的，轮毂24和轮辋28作为整体、单块部件结合。然后移除临时连接装置80(图7)，使得轮毂24和轮辋28是单独部件，并且最终钢丝辐条32能够被装配以重新结合轮毂24和轮辋28。

初始铸件26能够作为包括轮毂24和轮辋28的单元被热处理。初始铸件26能够具有根据针对轮毂24和轮辋28的最终精加工要求施加的精加工(例如喷漆或者阳极电镀)。在铸造之后加工初始铸件26的部分，以在轮毂24和轮辋28上提供辐条接口，因为初始铸件26未被铸造有相应的孔38、40。对初始铸件26的另外加工能够包括加工胎圈座48、隆起52、轮毂轴承孔、制动器转子接口等。在一些构造中，为了完成车轮20(或者其大部分)执行的全部加工(即金属去除)都在经由临时连接装置80彼此连接时(图4)在轮毂24和轮辋28上执行，并且在一些情况下在单加工中心96(即多用途CNC机床；图5)中执行。例如，通过将轮毂24和轮辋28紧固至单加工中心96而将初始铸件26固定至单加工中心96(例如，至少一个固定件联接至轮毂24，并且至少一个固定件联接至轮辋28，以将初始铸件26固定至单加工中心96)。通过将紧固件100穿过安装孔口92插入(图5)，也将临时连接装置80固定至单加工中心96。初始铸件26能够在辐条孔38、40被加工时，以及在本文所述的另外加工时被维持在单个机器内的单个固定件中。由于对轮毂24和轮辋28的加工集中于在单个部件(即初始铸件26)而非两个单独部件上加工的过程，所以能够在该一个部件内维持公差，并且当全部加工都发生在单加工中心中时，公差能够被限于加工中心的公差。通常，束紧轮轮辋是挤出铝，挤出物被辊轧，刺穿孔，焊接辊轧的轮辋，并且应用二次精加工。通常在加工中心中不存在对辐条孔或者胎圈和隆起直径的二次处理，所以公差由轮辋的辊轧和焊接以及刺穿辐条孔的过程的质量确定，并且这些公差能够非常大，这导致更大的产品变化性。通过将车轮20的轮毂24和轮辋28铸造在一起，并且在仍成整体时，加工与辐条帽的所有接口，并且加工胎圈和隆起直径，与传统的挤出处理轮辋相比，这些特征的公差能够非常小。当装配车轮20时，轮毂24和轮辋28的公差基于加工中心公差，并且所加工的特征和虚拟中心线是相对于加工中心的公差的，并且这些公差可能比轮辋制造的传统方法显著较紧，因此显著地降低产品变化性。

加工中心96的最后操作是将临时连接装置80加工成离开轮毂24和轮辋28，使得轮毂24和轮辋28变为如在图7中所示的两个单独部件。特别地，随着轮毂24和轮辋28被加工成与临时连接装置80分离，临时连接装置80由紧固件100固定至单加工中心96。这样，随着每个辐条82都被加工成离开轮毂24和轮辋28，临时连接装置80的所有辐条80都通过支撑环84保持彼此联接。一旦分离完成，则取决于针对车轮20的最终精加工要求，轮毂24和/或轮辋28能够可选地继续一个或多个二次精加工操作。然后，轮毂24和轮辋28被装配以辐条32和辐条帽44，并且通过以辐条帽44调节辐条张力而在校准柱(truing stand)上校准车轮20，使得轮毂24和轮辋28共享相同的中心轴线A。在校准柱上，也可调节轮毂24和轮辋28之间的轴向偏移。这种装配后处理可被称为设定车轮20的径向和侧向跳动(runout)。然后，车轮20为一个完成的部件，准备将轮胎安装并且装配到车辆，诸如摩托车上。

车轮20的制造过程流程能够包括以下操作，在一些构造中，以如所列顺序执行所述操作：

·将车轮铸造成初始铸件，使轮辋、临时连接装置和轮毂作为一件

·按规格对初始铸件热处理

·在这个过程中的点向轮毂、轮辋和辐条施加车轮最终精加工的选项(将在加工后留下裸露铝，有时期望这样)

·通过临时连接装置将初始铸件临时紧固至加工中心

·对束紧轮按要求地加工最终车轮几何形状

·移除临时连接装置以将轮辋和轮毂分离

·在这一点向轮毂和/或轮辋施加车轮最终精加工的选项(例如喷漆或者完成镀铬，或者阳极电镀)

·部件准备最终装配

依靠经由加工中心具有公差和特征的更好控制，束紧(即安装辐条32)和校准车轮20能够比传统制造的束紧轮更容易。此外，能够通过加工的辐条接口，诸如辐条帽44的座46更一致地控制辐条帽44和轮辋28之间的接口摩擦系数。通过更好地控制摩擦系数，能够更好地控制实际的辐条张力。通过对于辐条张力更好的控制，校准更一致，并且生产完成的车轮20的周期时间显著地减少。通过对于张力更好地控制并且易于校准，在现场的辐条故障减少，并且在现场对辐条调节的需求减少，因为作为对在辐条帽与轮辋接口处的摩擦系数更好地控制的结果，更多辐条由于对张力更好地控制而共享更多相同负荷。

通过随着铸造而非挤出制造束紧轮20的轮辋28，这开放了可用性以包括镶铸特征的广泛阵列。镶铸特征能够有助于在束紧预张力负荷的轮辋中分布应变，并且在维修中分布负荷。挤出轮辋通常仅具有调节挤出物的厚度以便降低应变的能力，这能够变成性能和成本关注。如本文公开的制造允许优化轮辋的重量和自旋惯性，这能够提高车辆性能并且相比而言成本降低。镶铸特征以及在典型一件式铸造车轮的成品上使用的任何最终精加工选项能够被用于提高完成的束紧轮组件的样式和/或功能。例如，车轮20能够包括以下中的任何两个或者更多个的对比部分：镀铬、加工切口、阳极电镀、镜面镀铬高亮和铸态镀铬高亮。

上文所述和附图中所示的实施例仅是通过示例呈现的，并且无意作为对本发明的概念和原理的限制。这样，应理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，元件以及它们的构造和装置的各种变化是可能的。

Claims (20)

1.一种制造束紧轮的方法，所述束紧轮包括轮毂和轮辋，所述轮辋通过多根单独的钢丝辐条紧固至所述轮毂，所述方法包括：

将所述轮毂和所述轮辋与临时连接装置整体地铸造在一起；

加工到所述轮毂和所述轮辋的辐条接口；

移除所述临时连接装置以将所述轮辋与所述轮毂分离；以及

在所述轮毂和所述轮辋之间在所述辐条接口处连接所述多根单独的钢丝辐条中的每根钢丝辐条。

2.根据权利要求1所述的方法，其中加工到所述轮毂和所述轮辋的所述辐条接口包括：在共同的加工中心中在所述轮毂和所述轮辋中加工相应的辐条孔。

3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：在所述加工中心中在所述轮辋的径向外表面中加工辐条帽座，其中每个辐条帽座都围绕所述轮辋的一个辐条孔。

4.根据权利要求3所述的方法，其中连接所述多根单独的钢丝辐条中的每根钢丝辐条进一步包括：通过至少部分地位于所述辐条帽座中的一个辐条帽座内的辐条帽将所述多根单独的钢丝辐条中的每根钢丝辐条都连接至所述轮辋。

5.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：在加工到所述轮毂和所述轮辋的所述辐条接口之前，通过所述临时连接装置将所述轮毂和所述轮辋临时地紧固至所述共同的加工中心。

6.根据权利要求1所述的方法，其中将所述轮毂和所述轮辋与所述临时连接装置整体地铸造在一起进一步包括：铸造在所述轮辋的径向外表面内的凹部，所述凹部被构造成接收轮胎压力传感器。

7.根据权利要求1所述的方法，其中将所述轮毂和所述轮辋与所述临时连接装置整体地铸造在一起进一步包括：铸造在所述轮辋的径向外表面上的多个升高肋。

8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在所述轮辋的径向外表面中加工辐条帽座。

9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在与所述临时连接装置连接的同时向所述轮毂和所述轮辋施加精加工。

10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在移除所述临时连接装置之后向所述轮毂和所述轮辋中的至少一个施加精加工。

11.一种用于钢丝束紧轮的轮铸件，包括：

轮毂部分，所述轮毂部分具有辐条孔的周向阵列；和

轮辋部分，所述轮辋部分具有辐条孔的周向阵列。

12.根据权利要求11所述的轮铸件，其中所述轮毂部分中的所述辐条孔的周向阵列是被设置在第一轴向端部凸缘中的第一阵列，所述轮毂部分进一步包括第二轴向端部凸缘，所述第二轴向端部凸缘具有辐条孔的第二周向阵列。

13.根据权利要求11所述的轮铸件，其中所述轮辋部分在其中包括处于所述辐条孔中的每个辐条孔之间的升高肋。

14.根据权利要求11所述的轮铸件，其中所述轮辋部分的辐条孔被设置成Z字形图案，在所述Z字形图案中每个辐条孔都轴向地偏移至与每个周向相邻的辐条孔相反的一侧。

15.根据权利要求11所述的轮铸件，其中所述轮辋部分包括轮胎压力监视传感器安装座，所述轮胎压力监视传感器安装座处于所述轮辋的与气门杆孔口相邻的径向外表面处。

16.根据权利要求11所述的轮铸件，其中所述轮辋部分包括多个辐条帽座，每个辐条帽座都围绕所述轮辋部分的一个辐条孔，并且其中每个辐条帽座都被构造成接收将钢丝辐条联接至所述轮辋部分的辐条帽。

17.根据权利要求11所述的轮铸件，进一步包括临时连接装置，所述临时连接装置与所述轮毂部分和所述轮辋部分整体铸造以将所述轮毂部分和所述轮辋部分连接在一起。

18.根据权利要求17所述的轮铸件，其中所述轮毂部分和所述轮辋部分被所述临时连接装置临时地紧固至加工中心，用于所述加工中心在所述轮毂部分和所述轮辋部分上形成所述辐条孔的周向阵列。

19.根据权利要求17所述的轮铸件，其中所述轮毂部分和所述轮辋部分包括在从所述轮毂部分和所述轮辋部分移除所述临时连接装置之前施加的表面精加工。

20.根据权利要求17所述的轮铸件，其中所述轮毂部分和所述轮辋部分包括在从所述轮毂部分和所述轮辋部分移除所述临时连接装置之后施加的表面精加工。