CN108698436A - 用于车轮组合件的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种用于将非充气式车轮的径向外部分组装到具有沿着轴线延伸的多个槽的轮毂上的设备，所述槽中的每一个在从第一端延伸到第二端的截头圆锥体定向上布置，使得所述槽之间的距离在所述第一端处比在所述第二端处大。

Description

用于车轮组合件的方法和设备

技术领域

本发明的主题涉及一种用于车轮的组合件的方法和设备。

背景技术

非充气式车轮的细节和益处描述于例如美国专利第6,769,465号、第6,994,134号、第7,013,939号和第7,201,194号中，所述专利全部以引用的方式并入本文中。一些非充气式轮胎构造并有剪切带，其实施例描述于例如美国专利第6,769,465号和第7,201,194号中，所述专利全部以引用的方式并入本文中。此非充气式轮胎提供不依赖于气体充气压力以用于支撑施加到轮胎的负荷的轮胎性能优势。

在非充气式车轮的一个实例中，具有地面接触部分的柔性带可与从中心元件或轴毂径向延伸的多个张力传输的腹板状元件(也称为“轮辐”)相连接。通过实例，此非充气式车轮可通过开放式铸造模制形成，其中将例如聚氨酯的材料倒入形成非充气式轮胎的全部或部分的模具中。可以在柔性带中的适当位置模制例如帘线的一或多个加固结构。

在非充气式车轮的一个实例中，轮胎的轮辐机械附接到中心轮毂。在机械附接的一个特定实例中，轮辐各自具有加厚的径向内端，且每一轮辐接合轮毂的外圆周中的多个轴向定向的槽中的一个。机械附接允许车轮的外部分分开来形成，然后在稍后的制造阶段与轮毂组装在一起。其还允许将车轮拆开，例如，用于修理。

个别地或共同地对准每一轮辐是非充气式车轮的轮辐与轮毂的组合件的挑战性步骤，确切地说，当期望将预张力施加到轮辐中的每一个，使得当车轮被卸载时，轮辐在车轮中处于张力下。因此，将非充气式车轮的多个轮辐与车轮的另一组件(例如，轮毂)组装在一起的方法将是有用的。有助于多个轮辐与车轮的另一组件的组装的设备也将是有益的。有助于将轮辐固定到轮毂且实现在组装期间创造所要量的轮辐预张力的方法和设备将特别有用。

发明内容

本发明的各方面和优势将在以下描述中部分地阐述，或可根据所述描述清楚，或可通过本发明的实践得知。

在一个示范性实施例中，公开一种用于组装和附接非充气式车轮的径向外部分到所述非充气式车轮的轮毂的导引件，所述车轮的所述径向外部分具有在其径向外端处附接到柔性外带的多个轮辐，每一轮辐具有加厚的径向内端，且所述轮毂具有多个槽。所述导引件包含第一端、第二端、从所述第一端延伸到所述第二端的长度、外圆周表面和形成于所述外圆周表面中的多个槽，所述槽延伸在从所述第一端延伸到所述第二端的截头圆锥体定向上布置的所述导引件的所述长度。所述导引件的所述槽中的每一个朝向所述导引件外表面变得更窄。所述导引件的所述槽可在所述第一端处变宽以有助于所述轮辐端到所述导槽内的对准。

所述导引件与车轮的所述轮毂对准，使得所述轮毂的轮辐槽中的每一个与导引件的第二端中的所述槽对准。所述轮辐被定位且滑动到所述导引件的所述第一端内。沿着所述导引件将其推动，直到所述轮辐进入所述轮毂槽。一旦所述轮辐在所述轮毂内，那么去除所述导引件。

在另一示范性实施例中，所述导引件的所述外表面也是截头圆锥体形。

在至少一个实施例中，所述轮辐通过紧固在所述轮毂的所述轮辐槽端中的螺纹扣件固持。

在另一示范性实施例中，所述导引件还包括沿着所述导引件对所述外车轮组合件加力的至少一个车轮组合件固持器，和用于力的所述施加以沿着所述导引件移动所述外车轮组合件的线性致动器。所述轮毂和导引件由将力在相反的方向上施加到由所述车轮组合件固持器施加的所述力的推动器板固持在适当位置。

在至少一个实施例中，所述线性致动器为螺旋形螺杆，螺纹接合所述推动器板中的对应螺纹。为了有助于操作，所述固持器可由至少一个致动器操作。替代地，所述固持器可手动定位。替代性实施例使用液压活塞作为线性致动器，替代螺旋形螺杆。

参考以下描述和所附权利要求书，将变得更好地理解本发明的这些和其它特征、方面和优点。并入在本说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明本发明的实施例，并且与描述一起用以解释本发明的原理。

附图说明

本发明的针对所属领域的技术人员的完全且启发性的公开(包含其最佳模式)在说明书中得到阐述，说明书参考附图，其中：

图1提供沿着非充气式车轮的实施例的旋转轴从第一侧的侧视图。

图2提供沿着非充气式车轮的实施例的旋转轴从第二侧的侧视图。

图3提供沿着图2中的线3-3截取的非充气式轮胎的剖视图。

图4提供沿着图3中的线4-4截取的非充气式轮胎的剖视图。

图5提供沿着图3中的线4-4截取的轮辐中的一个的放大部分剖视图。

图6提供用于将车轮的外部分插入到轮毂内的设备的部分剖面透视图，所述剖面沿着平分车轮组件、推动器板和导引件的径向平面截取。

图7提供展示紧接在插入到导引件内前的外车轮部分的部分剖面侧视图。

图8提供展示在插入到导引件期间的外车轮部分的部分剖面侧视图。

图9提供展示定位于导引件上的外车轮部分的部分剖面侧视图。

图10提供展示用紧固于车轮上的固持器定位于导引件上的外车轮部分的部分剖面侧视图。

图11提供展示用紧固于车轮上的固持器定位于导引件上的外车轮部分和沿着导引件朝向轮毂对车轮的外部分加力的推动器板的部分剖面侧视图。

图12提供展示定位于轮毂上的外车轮部分的部分剖面侧视图。

图13提供展示去除导引件且将轮辐端固持器插入到轮毂上的部分剖面侧视图。

图14提供沿着图13中的线14-14截取的导引件630的剖视图。

图15提供沿着图13中的线15-15截取的导引件630的剖视图。

在不同图中使用相同或类似参考标号表示相同或类似特征。

具体实施方式

本发明提供一种用于车轮的组合件的方法和设备。所述方法和设备可特别用于非充气式车轮的组合件，且更确切地说，用于具有多个轮辐的非充气式轮胎。

出于描述本发明的目的，现在将详细参考本发明的实施例和/或方法，其一个或多个实例说明于图式中或用图式说明。每一实例是为了解释本发明而提供，而非限制本发明。实际上，所属领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下可在本发明中进行各种修改及变化。举例来说，说明或描述为一个实施例的部分的特征或步骤可与另一实施例或步骤一起使用以产生其它实施例或方法。因此，希望本发明涵盖此类修改及变化，如同其处于所附权利要求书及其等效物的范围内。

以下术语针对本发明如下定义：

诸图中的“轴向方向”或字母“A”是指平行于(例如)剪切带、轮胎及/或车轮在其沿着道路表面行进时的旋转轴的方向。也被称作“侧向方向”。

各图中的“径向方向”或字母“R”是指与轴向方向正交且在与从轴向方向垂直延伸的任何半径相同的方向上延伸的方向。

“赤道平面”意指垂直于旋转轴传递且平分剪切带及/或车轮结构的平面。“中间平面”是按大致2个相等半边平分轮胎的赤道平面。

“径向平面”意指垂直于赤道平面传递且穿过车轮的旋转轴的平面。

除非另有叙述，否则“摩擦系数”意指用施加到具有40平方厘米的正方形接触面积的标本的10N的法向力在摄氏20度下对照相同材料的第二标本测量的动态摩擦的干燥、无润滑系数。

图1提供沿着车轮的旋转轴15从第一侧的非充气车轮10的实施例的侧视图。车轮10包含轮毂100、外环形带400和将轮毂100连接到外带400的多个轮辐300。通过这特定实施例，轮辐在轮辐的径向内端处分叉或接合，使得它们形成v形。其它实施例可包括未连接的轮辐，或以其它方式连接的轮辐。举例来说，轮辐可经连接以形成蜂窝形状。

外环形带400提供径向外表面450，其可具有胎面花纹，例如，凹槽、麻点、狭缝或其它特征，或特征组合，用于装饰和/或功利目的。在本实施例中的外环形带400是柔性的，其中其将在载重时变形以吸收瞬时偏转，例如放置车轮所抵靠的表面(例如，地面)中的凸块。

外环形带400可包含加固件，包含在压缩和张拉中具有高模数的此类加固件，例如，金属帘线、玻璃纤维、纤维加固型塑料或碳纤维。如此处在实例中展示的轮辐300是柔性弹性材料膜，例如，天然、合成橡胶、聚氨酯、硅酮，且可用具有较高拉伸模数的帘线(包含尼龙、聚酯、芳族聚酰胺纤维或例如金属绳之其它加固件)加固。当将负荷施加到车轮10时，穿过轮毂100和定位于轮毂周围的轮辐300通过外环形带400将负荷传输到地面。由于轮辐可大大地变形且将在载重时弯折，因此通过车轮的上半部上的轮辐转移大部分负荷。这通常在本文中被称作“顶部载重”车轮，它与将通过轮胎的底部承载负荷的“底部载重”车轮(例如，可在固体轮胎或泡沫填充型充气轮胎中发现)相对。

在展示的实施例中，径向外带400由结合到径向内部部分430的径向外部分420组成。径向内部部分430与轮辐300整体形成，例如，当轮辐300和径向外带400的径向内部部分430由抵靠径向外带的径向外部分420倒入的聚氨酯形成时。径向外带420可由例如橡胶的不同材料组成。其它实施例也是可能的，例如，轮辐300个别地形成且结合到径向外带400的替代性实施例。在另一替代性实施例中，轮辐300和径向外部分420形成为整体结构。

轮毂100拥有截头圆锥体外表面110，具有与车轮10的旋转轴15重合的中心轴线。这里，在这视图中，轮毂100的较大直径部分112定位于较小直径部分114后。这里，轮辐300固持于形成于轮毂的外表面110中的槽150中。槽150延伸穿过较大轴向端114表面以允许插入轮辐300。在展示的实施例中，槽150不去延伸穿过轮毂100的较小轴向端112表面。

图2提供沿着实施例的旋转轴从与图1中展示的侧相对的第二侧的侧视图。从这个视图的角度来看，轮毂100的较大直径部分112展示处于较小直径部分114前部。扣件170防止轮辐300从轮辐槽150出去。

图3提供沿着图2中的线3-3截取的非充气式轮胎的剖视图。这里，可观测到倾斜截头圆锥体形轮毂100剖面。轮辐300的形状为梯形，具有比第二侧向边缘350长的第一侧向边缘340。这形状可存在于处于松弛状态(与轮毂断开连接)中的轮辐中，或替代地，轮辐可具有取决于在轮辐中的给定位置所要的预张力量的不同形状。

轮辐固持器槽扣件170防止轮辐300滑出轮辐槽的侧向端。在这里展示的实例中，轮辐固持器槽扣件170展示为接合槽的侧向端中的对应螺纹的螺纹扣件。

图4提供沿着图3中的线4-4截取的非充气式轮胎的剖视图。这里，轮辐300的加厚的径向内端330可通过轮辐保留槽150观测紧固。展示加厚径向内端330具有大体上圆形轮廓。替代地，其它轮廓几何形状在本发明的范围内，包含四边形、矩形、正方形、三角形或肾形轮廓。

图5提供沿着图3中的线4-4截取的轮辐中的一个的放大部分剖视图。轮辐固持器槽150碰到轮辐300的径向内端330的加厚部分，从而将轮辐紧固到轮毂。

图6提供用于将车轮的外部分插入到轮毂内的组合件设备600的部分剖面透视图，所述剖面沿着平分车轮组件100、300、400、推动器板620和导引件630的径向平面截取。组合件设备600拥有圆锥形轮辐对准导引件630，其具有当径向外车轮组合件300、400向下滑动并进入轮辐轮毂100内以接合轮毂的轮辐固持器槽150时接合并拉动轮辐300的多个凹槽。导引件600拥有较大直径第一端632和较小直径第二端634和多个导槽636。在展示的实施例中，导槽636在导引件的第一端632具有加宽的开口638以允许轮辐端330与导槽636的更容易对准。

导引件630提供用于将轮辐300和径向外带400同时插入并组装到轮毂100轮辐固持器槽150内的机构。导槽636布置成从第一端延伸到第二端，借此在导引件630的第一端632处的槽之间的距离大于在第二端634处的槽之间的距离。在这里展示的实施例中，在截头圆锥体定向上布置导槽636。

导引件允许在组装期间施加轮辐预张力以提供所要的轮辐预张力。通过允许轮辐沿着导槽636滑动，均匀地且通过提供到槽的加宽的第一端638来施加轮辐预张力，有助于且简化所述轮辐对准和进入到槽。

轮毂100的圆锥形状减小了在轮辐从导引件600到轮毂100的过渡期间的结合，但替代性实施例可包含具有圆柱形形状而非所展示的截头圆锥体形状的轮毂。

图7提供展示紧接在将外车轮部分插入到导引件内前的导引件的部分剖面侧视图。紧接在将轮辐插入到导槽内前，将轮辐300与导槽开口638对准(与朝向导引件的第二端的槽几何形状相比，受到相对放大的开口促进)。当将径向外车轮组合件插入到导引件630内时，车轮组合件固持器610处于打开位置中。

图8提供展示在插入到导引件期间的外车轮部分的部分剖面侧视图。导引件630上的放大开口638在其朝向轮毂100延伸时变窄，使得其接合轮辐300的径向内端330，从而防止轮辐被径向拉出。

图9提供展示定位于导引件上的外车轮部分的部分剖面侧视图。导引件630和导槽636进行尺寸设定以允许轮辐沿着导引件630滑动得足够远以允许手动或通过致动器612使固持器610闭合。

图10提供展示用紧固于车轮上的固持器定位于导引件上的外车轮部分的部分剖面侧视图。将导引件和轮毂朝向外车轮组合件300、400移动，如由箭头指示。在展示的实施例中，螺旋螺杆640接合推板620上的对应螺纹。螺旋螺杆640相对于推板620的转动朝向外车轮组合件对轮毂和导槽加力，且朝向轮毂的中心轴线径向向内拉动轮辐300。虽然在这个实施例中使用螺旋螺杆640移动推板620，但替代地，可使用不同类型的线性致动器(例如，液压活塞或线性步进电动机)施加力以沿着导槽636移动轮辐300。替代地，可缩回固持器，从而沿着导引件630对径向外车轮组合件300、400加力且到轮毂100上。

图11提供展示用紧固车轮上的固持器610而定位于导引件630上的外车轮部分和沿着导引件630朝向轮毂100对车轮的外部分300、400加力的推动器板620的部分剖面侧视图。导引件630可用低摩擦系数的材料构建而成，或可涂布有具有低摩擦系数的物质以有助于轮辐300和轮辐的径向内部末端330在导槽636内的滑动。

图12提供展示定位于轮毂100上的外车轮部分400、300的部分剖面侧视图。一旦轮辐300定位于轮毂100上，那么可去除导引件630。

图13提供展示去除导引件630且将轮辐端固持器170插入到轮毂上的部分剖面侧视图。在本实施例中，多个螺纹轮辐端固持器170接合在轮毂100中的轮辐槽150的侧向端中的对应螺纹。一旦将轮辐300紧固于轮毂100上，推动器板620向下缩回且可径向向外释放固持器610。然后可从组合件设备600去除车轮。

导引件630的使用允许将车轮的外部分组装到轮毂，去除手动且个别地径向向内拉动每一轮辐且将每一轮辐与每一对应槽对准的需求。

图14提供沿着图13中的线14-14截取的导引件630的剖视图。这里，随着槽变窄，可看到导引件的槽636的加宽的上部部分638的内部表面。导槽636的壁朝向导引件的外表面变窄，从而防止在沿着导引件滑动外车轮组合件时轮辐300的径向内端330被拉出导槽636。

图15提供沿着图13中的线15-15截取的导引件630的剖视图。这里可观察到，槽在这个下部剖视图处比其在图14中的剖面中窄，但随着其朝向第二导引件轴向端634延伸，继续径向向内成角度。随着槽朝向导引件的外表面变得更窄，可在槽的径向外部分上看到槽的内表面。

应理解，可在本发明的范围内使用其它腹板元件配置和几何布置，包含互连的腹板元件，例如，其可形成蜂巢或其它图案的情况。

虽然已关于本发明的具体示范性实施例和方法详细地描述本发明的主题，但应了解，在获得对前述内容的理解之后所属领域的技术人员可容易地产生对此类实施例的更改、变化和等效物。因此，本公开的范围是作为实例而非限制，且本公开并不排除将此类修改、变化和/或添加包含到本主题中，如所属领域的技术人员将容易地显而易见。

Claims (15)

1.一种用于将非充气式车轮的径向外部分组装到所述非充气式车轮的轮毂内的导引件，所述径向外部分具有在其径向外端处附接到柔性外带的多个轮辐，每一轮辐具有加厚的径向内端，且所述轮毂具有多个槽，所述导引件包括：

第一端；

第二端；

从所述第一端延伸到所述第二端的长度；

外圆周表面；以及

形成于所述外圆周表面中的多个导槽，所述导槽延伸布置成从所述第一端延伸到所述第二端的所述导引件的所述长度，借此在所述第一端处的所述导槽之间的距离大于在所述第二端处的所述导槽之间的距离。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述导槽是在截头圆锥体定向上布置。

3.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其中每个槽在所述外圆周表面处变窄。

4.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其中所述外圆周表面为截头圆锥体形。

5.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其中所述槽在所述第一端处变宽。

6.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其中所述设备进一步包括：

车轮组合件固持器；以及

线性致动器。

7.根据权利要求6所述的设备，其中所述设备进一步包括推动器板。

8.根据权利要求7所述的设备，其中所述线性致动器为螺旋形螺杆，螺纹接合所述推动器板中的对应螺纹。

9.根据权利要求6到8中任一项所述的设备，其中所述设备进一步包括用于所述固持器中的每一个的致动器。

10.根据权利要求6到9中任一项所述的设备，其中所述线性致动器为液压活塞。

11.根据权利要求6到10中任一项所述的设备，其中所述车轮组合件固持器从第一位置枢转到沿着所述导引件对所述外车轮组合件加力的第二位置。

12.根据权利要求8所述的设备，其中所述螺旋形螺杆转动，从而沿着所述螺旋形螺杆的所述长度移动所述推动器板。

13.根据先前权利要求中任一项所述的设备，其中所述导引件由具有0.1或更小的摩擦系数的材料构成。

14.根据先前权利要求中任一项所述的设备，其中所述导槽被润滑。

15.根据先前权利要求中任一项所述的设备，其中所述导槽与所述车轮的轮毂中的所述槽对准。