CN113195254B - 包括横向止动件的轮组件和相关方法 - Google Patents

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Abstract

一种待联接至车辆的轮毂的轮组件可以包括待联接至车辆的轮毂的内轮辋和围绕所述轮毂的外轮辋。轮组件还可以包括可操作地联接在内轮辋和外轮辋之间以提供用于内轮辋和外轮辋之间的相对运动的气体悬挂的多个气体弹簧。轮组件还可以包括联接至内轮辋的轮盘。所述轮组件还可以包括由外轮辋的内侧内表面承载的多个内侧横向止动件，以及由外轮辋的外侧内表面承载的多个外侧横向止动件，以使得所述多个内侧横向止动件和多个外侧横向止动件协作以限制所述轮盘和所述外轮辋的相对横向运动。

Description

包括横向止动件的轮组件和相关方法
技术领域
本发明涉及轮的领域，并且更特别地，涉及用于车辆的轮组件和相关方法。
背景技术
典型的轮可以包括轮辋和围绕轮辋的轮胎。轮胎将车辆的负载从轮轴通过轮传递到地面。轮胎(例如，在大多数车辆上出现的轮胎)是气动轮胎。换句话说，典型的轮胎例如用空气或其他气体(例如氮气)来气动地充胀。更特别地，将空气注入轮辋和轮胎内部之间的空间中以充胀轮胎。
在操作期间，由于被气动地充胀，因此当车辆在路面上行驶时轮胎吸收力。可以选择轮胎和相关联的充胀压力以吸收上述的力，同时减少任何变形。然而，在许多情况下，施加在轮胎上的过大的力可能会导致轮胎和/或轮辋变形、刺穿或爆胎。典型的力也会导致轮胎的胎面磨损，而过大的力也可能会导致快速的胎面磨损，这可能会导致轮胎的寿命缩短和轮的结构完整性降低。
为了解决基于气动的轮的缺点，已经开发出非气动轮。非气动是指不注入空气或其他气体以使轮胎的内部体积充胀。非气动轮的一种方案是使用机械弹簧。例如，授予Gustafson的美国专利第911,975号公开了弹簧轮。副轮辐成对地布置在主轮辐对之间，因此每个副轮辐的构件经过对应的一对相交撑条的相对侧。每个副轮辐包括一对伸缩构件，所述伸缩构件在其外端处枢转地连接到形成在轮毂上的耳部，并且在其相对端处延伸到对应的构件中。
授予Weston的美国专利第1,601,518号公开了一种包括径向臂的弹性轮。轮毂和轮辋构件之间的连接可以通过这些臂的外端中的枢轴销提供，在所述枢轴销上设有轴颈连接的连杆。连杆与弯曲杆枢转地铰接，所述弯曲杆相应地在托架臂上枢转，所述托架臂从部分圆形板向内延伸，所述部分圆形板安装在轮胎保持轮辋的内周边上。
另一方案包括在轮毂和外轮辋之间的轮盘。例如，授予Courtney的美国专利第1,808,886号也公开了在轮毂和轮辋之间的轮盘或侧壁。轮盘由从轮毂突出并从外凸缘倾斜地延伸到轮毂的螺柱接合。轮盘通过抵抗由于在轮转弯时产生的应力而横向显示的任何趋势来辅助轮胎和轮辋。
授予Henap的美国专利第1,979,935号公开了一种液压辐轮。每个液压轮辐包括形式为外部部段和内部部段的伸缩部段。外部部段具有从一端突出的螺柱。内部部段从外部部段延伸并且在其延伸端处配备有阀杆。
授予Al-Sabah的美国专利第6,041,838号公开了一种轮，所述轮包括以彼此间隔开的关系定位的轮辐。每个轮辐具有连接到轮辋的第一端和在偏离其相应径向轴线的偏移位置处连接到轮毂板构件的板构件末端的第二端。每个轮辐的偏移位置还通过每个轮辐与相应的一个板构件末端的径向轴线成预定角(例如，小于90度)连接到相应的一个板构件的末端并限定操作偏移轮辐轴线来限定，所述操作偏移轮辐轴线以预定角与板构件末端的径向轴线相交。
授予Cornellier的美国专利第6,698,480号公开了一种减震轮辐，每个减震轮辐具有中心圆柱管。每个管包括具有孔的内帽和具有孔的外帽。每个轮辐具有内部活塞、带孔的杆和销。销将轮辐中的一个可枢转地联接至轮毂。每个轮辐具有外部活塞、带孔的杆和销。销将轮辐中的一个可枢转地联接至轮辋组件。内部活塞和外部活塞将每个管内的空间划分为内部腔室、外部腔室和中心腔室。
尽管在气动轮胎轮和非气动轮胎轮方面取得了进步，但是仍然需要改进轮技术，特别是例如对于大型建筑车辆或者采矿车辆。轮更换的费用以及轮更换期间所经历的停机时间可能会明显增加建筑或采矿项目的费用。
发明内容
一种待联接至车辆的轮毂的轮组件可以包括待联接至车辆的轮毂的内轮辋和围绕所述轮毂的外轮辋。所述轮组件还可以包括可操作地联接在所述内轮辋和所述外轮辋之间以提供用于所述内轮辋和所述外轮辋之间的相对运动的气体悬挂的多个气体弹簧。所述轮组件还可以包括联接到所述内轮辋的轮盘。所述轮组件还可以包括由所述外轮辋的内侧内表面承载的多个内侧横向止动件，以及由所述外轮辋的外侧内表面承载的多个外侧横向止动件，以使得所述多个内侧横向止动件和多个外侧横向止动件协作以限制所述轮盘和所述外轮辋的相对横向运动。
所述多个内侧横向止动件可以被朝向所述轮盘偏压，并且所述多个外侧横向止动件也可以被朝向所述轮盘偏压。所述轮盘可以包括多个间隔开的加厚壁部，并且每个加厚壁部例如可以位于一对内侧横向止动件和外侧横向止动件之间。所述轮组件可以包括在所述轮盘的相应加厚壁部附近联接的用于每个气体弹簧的相应附接托架。
例如，所述轮盘可以包括多个减重开口。所述多个气体弹簧可以成对地布置在所述轮盘的相对侧。
所述多个气体弹簧可以从所述内轮辋向外发散到所述外轮辋。例如，所述外轮辋可以具有至少3.5英尺的直径。所述多个气体弹簧中的每一个气体弹簧可以包括双作用气缸和关联的活塞。
方法的方面涉及一种制造待联接至车辆的轮毂的轮组件的方法。所述方法可以包括将多个气体弹簧可操作地联接在待联接至车辆的轮毂的内轮辋和围绕所述轮毂的外轮辋之间以提供用于所述内轮辋和所述外轮辋之间的相对运动的气体悬挂。所述方法还可以包括将轮盘联接到内轮辋。所述方法还可以包括将多个内侧横向止动件安装到外轮辋，并且将多个外侧横向止动件安装到外轮辋，使得所述多个内侧横向止动件和所述多个外侧横向止动件协作以限制所述轮盘和所述外轮辋的相对横向运动。
附图说明
图1是根据实施例的具有轮组件的车辆的侧视图。
图2是根据实施例的轮组件的透视图。
图3是图2的轮组件的另一透视图。
图4是图2的轮组件的另一透视图。
图5是图2的轮组件的一部分的透视图。
图6是图2的轮组件的内轮辋、轮盘和附接托架的透视图。
图7是根据实施例的包括胎面组件和可移除侧壁的轮组件的一部分的透视图。
图8是根据实施例的轮组件的一部分的透视图。
图9是根据实施例的轮组件的一部分的另一透视图。
图10是图9的胎面构件支撑件的透视图。
图11是图9的胎面组件的一部分的透视图。
图12是图9的胎面组件的胎面构件的透视图。
图13是根据实施例的轮组件的内侧夹紧构件的透视图。
图14是根据实施例的轮组件的外侧夹紧构件的透视图。
图15是根据实施例的包括外侧夹紧构件的轮组件的一部分的透视图。
图16是根据实施例的外轮辋、保持特征部和胎面组件的一部分的横截面图。
图17是根据另一实施例的胎面组件的一部分的横截面图。
图18是根据另一实施例的轮组件的透视图。
图19是图18的横向止动件的示意图。
图20是根据实施例的包括用于控制气体弹簧的操作响应的本地控制器的轮组件的一部分的示意图。
图21是根据另一实施例的包括用于控制气体弹簧的操作响应的本地控制器的轮组件的一部分的示意图。
图22是根据实施例的轮组件的内侧可移除侧壁的透视图。
图23是根据实施例的轮组件的外侧可移除侧壁的透视图。
图24是根据另一实施例的轮组件的透视图。
图25是根据另一实施例的包括用于测量内轮辋和外轮辋之间的距离的传感器的轮组件的一部分的示意图。
图26是根据另一实施例的轮组件的一部分的侧视剖视图。
图27是图26的轮组件的一部分的透视剖视图。
图28是图27的盖环和挠性密封件的透视图。
图29是图27的盖环和挠性密封件的另一透视图。
图30是图27的挠性密封件的透视图。
图31是图27的另一盖环和挠性密封件的透视图。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的优选实施例。然而，本发明能够以许多不同的形式来实施，并且不应被解释为受限于本文阐述的实施例。相反地，提供这些实施例以使得本公开将是透彻和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本发明的范围。贯穿全文，相同的附图标记表示相同的元件，并且在替代实施例中，撇号用于指示相似的元件。
首先参考图1-5，待联接至车辆20的轮毂21的轮组件30包括待联接至车辆的轮毂的内轮辋31。内轮辋31可以通过在向内延伸的凸缘环25内的紧固件接收通道24利用紧固件联接至车辆20的轮毂21。示例性地，凸缘环25在内轮辋31内横向居中，但是可以基于与轮毂21的期望安装布置而以另外的布置定位。可以使用其他的联接布置来将内轮辋31联接至轮毂21。
轮组件30还包括围绕内轮辋31的外轮辋33。外轮辋33的直径可以至少为3.5英尺，更特别地至少为4英尺。本领域技术人员将领会，使用至少3.5英尺的直径，轮组件30(更特别地是外轮辋33)可以特别有利地用于相对较大或较重的机械，例如土方挖掘设备和采矿设备。这种轮组件的典型整体外径为100英寸以上。外轮辋33可以沿其内圆周具有增厚部分38。增厚部分38可以通过在适当位置焊接单独的加强环来提供，或者其可以例如与外轮辋33一体地形成。
另外参考图6，轮盘40联接至内轮辋31并且与外轮辋33的相邻内部部分一起限定可闭合间隙41。轮盘40在其中还包括减重开口43。减重开口43均示例性地具有大体圆化或圆形的形状。减重开口43可以具有另外的形状，例如长方形、六边形和/或用于减小应力的轮廓。本领域技术人员将领会，将重量减轻可以提高车辆20的燃料效率和/或可以增加轮组件30的寿命。
轮盘40还包括间隔开的加厚壁部42。间隔开的加厚壁部42可以设在轮盘40的内侧表面和外侧表面上。每个加厚壁部42可以提供作为联接点或附接点的增加强度或支撑，和/或在此处接受增加的应力，正如将在下面进一步详细描述的那样。加厚壁部42可以例如通过在适当位置焊接附加金属主体来提供，或者它们可以与轮盘40一体地形成。本领域技术人员将领会，加厚壁部42可以是轮盘40的实心延伸部(即，与轮盘一体形成和/或由轮盘构建)和/或可以是例如用作机械加强件的离散主体。
内轮辋31、外轮辋33和轮盘40可以由高强度且坚固的材料(例如钢)形成。本领域技术人员将领会，也可以使用其他材料。
气体弹簧50可操作地联接在内轮辋31和外轮辋33之间。每个气体弹簧50可以是例如双作用气体弹簧，并且包括双作用气缸51和关联的活塞52。当然，在一些实施例中，每个气体弹簧50可以是单作用气体弹簧。可以使用多于一种类型的气体弹簧。气体弹簧50可以是例如空气弹簧和/或氮气弹簧。气体弹簧50也可以包括其他气体。
示例性地，气体弹簧50成对地布置在轮盘40的相对侧。更特别地，气体弹簧50从内轮辋31向外发散到外轮辋33。用于每个气体弹簧50的相应附接托架53例如邻近内轮辋31地联接至轮盘40的相应加厚壁部42。每个附接托架53可以包括大致U形或V形的基部托架，所述基部托架在其中(例如，在U形或V形托架的臂之间)接收活塞52的端部。紧固件将气体弹簧50的活塞52的端部紧固到基部托架，并且因此，每个气体弹簧邻近轮盘40的相应加厚壁部42并且邻近内轮辋31而被联接。类似的附接托架53邻近内侧表面和外侧表面而被联接至外轮辋33。因此，气体弹簧50可枢转地联接在内轮辋和外轮辋31、33之间。
本领域技术人员将领会，气体弹簧50提供用于内轮辋31和外轮辋33之间的相对运动的气体悬挂。气体弹簧50具有允许轮盘40限定机械止动件的操作行程。换句话说，气体弹簧50保持外轮辋33与内轮辋31间隔开。然而，如果任何气体弹簧50上的压力导致气体弹簧在负载下达到其极限或气体弹簧失效，则轮盘40可以用作机械止动件以限制内轮辋和外轮辋31、33的相对运动。换句话说，轮盘40和气体弹簧50可以被视为提供泄气保用能力(run-flat capability)。
现在将例如针对在很少或没有对轮组件施加外部负载(即，自由轮)时的轮组件30中的初始压力来描述例如当气体弹簧为双作用气体弹簧形式时的气体弹簧50的初始充胀压力。特别地，与气缸51的活塞侧关联的腔室通常小于与气缸的全孔侧关联的腔室(例如，约小10％)。因此，当活塞52在气缸51内居中以使得在张紧和压缩中具有相对等同的行程时，活塞侧腔室的压力将高于全孔侧腔室的压力(例如，约高10％)。
因此，尽管双作用气缸51的等压充胀可能是适宜的，但它会导致偏移活塞52，这会相应地导致偏移力被施加以将气体弹簧50组装在轮组件30内。为了实现这一点，可以将内轮辋和外轮辋31、33临时固定在刚性夹具中。然而，使用刚性夹具可能会使得在现场更换气体弹簧50变得越发困难。因此，为了解决更便于在现场更换气体弹簧50的问题，可以将焊接环联接至内轮辋和外轮辋31、33并且拧紧以将内轮辋和外轮辋临时锁定在适当位置。正如本领域技术人员将领会的那样，也可以在车间内使用类似的布置。
因此，结果是将加有预应力的内轮辋31悬挂到外轮辋33。预应力可以确保(下述的)横向止动件44、45不起作用或处于压力下。在不同的充胀压力下，悬挂可以被预压缩。尽管张紧悬挂和压缩悬挂可以被认为是等效的，但是张紧悬挂可能比压缩悬挂更为有利，正如本领域技术人员将领会的那样。
另一种组装技术可以包括在活塞侧施加较高的充胀压力(例如，约高出10％)以使活塞52在大约半行程位置处居中。这导致在轮组件30处的气体弹簧50上没有初始负载，并且在没有临时固定在夹具内的情况下便于组装。因此，轮组件30可以被认为既不是预应力的也不是预压缩的，而是中性的。例如，可以施加比活塞侧腔室压力更高的全孔侧腔室压力(例如，约高出10％)。气体可以从全孔侧腔室释放，直到活塞52相对于全行程居中。替代地，可以施加比全孔侧腔室压力更高的活塞侧腔室压力(例如，约高出10％)。从气缸51释放气体可以被认为比充胀更容易，然而，与其他方案相比这可能会使用更多的气体(例如，氮气)，从而导致成本增加。
轮组件30还包括由外轮辋33的内侧表面承载的内侧横向止动件44。更特别地，内侧横向止动件44邻近加厚壁部42定位。轮组件30还包括由外轮辋33的外侧表面承载的外侧横向止动件45。类似于内侧横向止动件44，外侧横向止动件45邻近加厚壁部42。每个加厚壁部42位于一对内侧和外侧横向止动件44、45之间。内侧和外侧横向止动件44、45与外轮辋33一起在概念上可以被认为是L形托架的形式示。示例性地，内侧和外侧横向止动件44、45均具有横向于外轮辋33的支撑板61(例如，具有矩形形状)且均具有三角形侧部构件62。
本领域技术人员将领会，内侧和外侧横向止动件44、45协作以限制轮盘40和外轮辋33的相对横向运动。换句话说，例如车辆20的转弯可以导致轮盘40相对于外轮辋33的横向运动。内侧和外侧横向止动件44、45可以限制轮盘40相对于外轮辋33的横向运动的量，由此保持轮组件30的结构完整性。当然，内侧和外侧横向止动件44、45包括其他和/或附加的部件或元件，这些部件或元件协作以限制轮盘40和外轮辋33的相对横向运动。
现在另外参考图7-16，轮组件30示例性地包括由外轮辋33承载的胎面组件70。每个胎面组件70包括胎面构件支撑件71。每个胎面构件支撑件71可以是在其中具有开口69a、69b(图10)的弓形金属板的形式并且可以联接至外轮辋33的外圆周。在其他实施例中，胎面构件支撑件71中的一个或多个可以是平板。开口69b中的一个的中心可以在其中接收销83，正如将在下面进一步详细描述的那样。在一些实施例中，胎面构件支撑件71可以不是金属(例如钢)。本领域技术人员将领会，给定胎面构件支撑件71的弓形形状，几个胎面组件70以端对端的关系围绕外轮辋33联接。
胎面构件72联接或结合(例如胶合、紧固等)到胎面构件支撑件71，并且夹紧装置73将胎面构件支撑件可移除地固定到外轮辋33。可以有多于一个的胎面构件72结合到胎面构件支撑件71。胎面构件72包括弹性主体85，所述弹性主体具有限定在其外表面上的胎面花纹86。弹性主体85可以包括橡胶或其他材料，其可以基于期望的摩擦、牵引或其他特性(例如基于车辆20的用途)来进行选择。在其他实施例中，胎面构件72的材料可以是金属，例如钢。胎面花纹86可以类似地基于期望的牵引或其他特性(例如基于车辆20的用途)来进行选择。而且，简要地参考图17，在另一实施例中，每个胎面构件72’和胎面构件支撑件71’可以包括一体形成为整体单元的共同材料，其可以是金属或可以不是金属，例如钢。换句话说，每个胎面构件72’和胎面构件支撑件71’限定相同材料的单个单元或主体(例如，全金属胎面构件支撑件和胎面构件)。
现在将描述夹紧装置73的更多细节。夹紧装置73示例性地包括联接至外轮辋33的内侧的内侧夹紧构件74。内侧夹紧构件74均具有接收胎面构件支撑件71的相邻部分的第一开槽凹部75。内侧夹紧构件74可移除地联接至外轮辋33的内侧。内侧夹紧构件74示例性地以端对端关系布置，并且均联接至外轮辋33的相邻相应部分。在一些实施例中，内侧夹紧构件74可以被固定(例如焊接或固定地联接)至外轮辋33的内侧，和/或可以使用单个内侧夹紧构件。
内侧夹紧构件74通过紧固件79a(例如，螺纹紧固件)联接至外轮辋33的内侧，从而例如在胎面构件72磨损或者在需要更换胎面构件时便于移除和更换。螺纹紧固件79a可以延伸通过内侧夹紧构件74中的开口89，并且接合外轮辋33中的相应螺纹开口81a。
夹紧装置73还示例性地包括联接至外轮辋33的外侧的外侧夹紧构件76。类似于内侧夹紧构件74，外侧夹紧构件76均具有在其中接收胎面构件支撑件71的相邻部分的第二开槽凹部77。外侧夹紧构件76可移除地联接至外轮辋33的外侧。外侧夹紧构件76示例性地以端对端关系布置，并且均联接至外轮辋33的相邻相应部分。在一些实施例中，单个外侧夹紧构件76可以联接至外轮辋33的外侧并且沿着外轮辋的圆周延伸。
外侧夹紧构件76通过紧固件(例如，螺纹紧固件)联接至外轮辋33的外侧，从而例如在胎面构件72磨损或在需要更换胎面构件时便于移除和更换。螺纹紧固件可以延伸通过外侧夹紧构件76中的开口78，并且接合外轮辋33中的相应螺纹开口81b。
胎面构件支撑件71和外轮辋33的相邻部分(例如，沿着外圆周)在它们之间限定保持特征部。保持特征部示例性地为由外轮辋33承载的销83和胎面构件支撑件71中的销接收开口84的形式或者包括由外轮辋33承载的销83和胎面构件支撑件71中的销接收开口84。销83和销接收开口84可以有利地防止胎面构件支撑件71和外轮辋33之间的相对运动，并且例如还便于胎面构件72的更换(例如，容易对准)，由此减少车辆20的停机时间。
现在简要地参考图18和图19，在另一实施例中，内侧和外侧横向止动件44”、45”朝着轮盘40”被偏压。更特别地，内侧和外侧横向止动件44”、45”均包括从外轮辋33”的内侧内表面和外侧内表面径向向内延伸的臂46”。横向臂47”连接到每个臂46”的一端。每个横向臂47”都带有插塞48”，所述插塞由诸如弹簧(例如螺旋弹簧)这样的偏压构件49”朝着轮盘40”偏压。可以使用其他的偏压装置。
现在另外参考图20，气体弹簧50中的一个或多个可以具有可控响应。例如，气体弹簧50可以具有可控气体压力和可控气体体积中的一者或两者。任意数量的气体弹簧50可以具有可控响应。通过具有可控响应，可以例如相对于某些操作条件和/或环境如下面进一步详细所述地操作或控制每个气体弹簧50。更特别地，轮组件30可以包括联接至气体弹簧50的本地控制器87(例如，包括处理器和/或电路)。本地控制器87可以联接至任意数量的气体弹簧50。本地控制器87可以承载在外轮辋33内(例如，承载在外轮辋内部)，或者由轮盘40承载。本地控制器87可以由轮组件30的其他元件承载。本地控制器87还可以包括相应的致动器和/或阀以控制气体弹簧50的响应，并且与同样联接至气体弹簧的蓄能器91协作以用作气体弹簧的压力和/或体积储存容器。
轮组件30还可以包括联接至本地控制器87的本地传感器88。本地控制器87可以基于本地传感器88控制(例如，监测和/或调节)气体弹簧50的操作响应。例如，本地控制器87可以在不控制气体弹簧的操作(例如，延伸/缩回)的情况下调节气体弹簧50的压力或体积。例如，替代地或附加地，本地控制器87还可以调节气体弹簧50的操作(例如，延伸/缩回)。
本地传感器88可以是例如加速度传感器，并且与本地控制器87协作以基于感测到的加速度(例如，制动、转弯等)来控制气体弹簧50的可控响应。本地传感器88可以是另一类型的传感器，例如力传感器。可以有多于一个的本地传感器88。在一些实施例中，本地控制器87可以与本地传感器88协作以例如在感测值超过阈值时生成通知。该通知可以在车辆20内(例如，在驾驶室内)或远离车辆进行通信。换句话说，本地控制器87能够以独立于气体弹簧50的操作响应或者不控制气体弹簧50的操作响应的方式与本地传感器88协作。
现在简要地参考图21，在另一实施例中，远程控制器92”’可以远离轮组件30被承载，例如被承载在车辆20的轮舱内或者被承载在卡车驾驶室内。远程控制器92”’可以(例如，远离轮组件30地)与本地传感器88”’或其他传感器协作。远程控制器92”’也可以与本地控制器87”’协作以实现气体弹簧50”’的操作响应的变化。来自远程控制器92”’的布线可以延伸到本地控制器87”’，和/或远程控制器可以与本地控制器无线通信。
本领域技术人员将领会，当轮组件30在滚动时，本地控制器87控制气体弹簧50的操作响应。例如，如果车辆20在其运动期间进行相对急转弯或施加制动，则本地控制器87可以基于转弯或制动来独立地控制每个或选定的气体弹簧50的操作响应(例如，增加前轮组件的气体弹簧中的压力)。车辆20的其他运动例如可能会导致操作响应的变化，譬如任何气体弹簧50的失效、胎面构件72中的碎屑和/或轮盘40与外轮辋33的接触。
现在另外参考图22和23，轮组件30可以包括内侧和外侧可移除侧壁93、94。内侧和外侧可移除侧壁93、94均示例性地为由外轮辋33承载的圆化或圆形盖的形式。更特别地，内侧和外侧可移除侧壁93、94均在其中具有开口95、105以允许例如将轮组件30联接至轮毂21。相应的凸缘103、106在开口95、105内向内延伸。内侧和外侧可移除侧壁93和94可以均通过紧固件97a、97b联接至外轮辋33的内侧和外侧，并且也通过紧固件107a、107b联接至内轮辋31。紧固件97a、97b可以通过沿着内侧和外侧可移除侧壁93、94中的每一个的外圆周的紧固件接收通道来接收，并且紧固到外轮辋33中的对应的相应对准螺纹通道98a、98b。外轮辋33中的螺纹通道98a、98b形成内排的第二螺纹通道，其与外排的螺纹通道81a、81b一起用于通过紧固件79a(图7)将夹紧装置73固定到外轮辋。
现在参考图24，在另一实施例中，外侧可移除侧壁94””可以具有可移除内面板101””，当通过相应的紧固件102””移除该内面板时，就允许对轮组件30””的内部(例如内轮辋)进行操作。与上述的外侧可移除侧壁相类似地，外侧侧壁94””通过紧固件97b””在外侧夹紧构件76””(其也通过紧固件79b””固定到外轮辋)内部或附近联接至外轮辋33””。示出但未具体描述的元件与上述元件相似。
本领域技术人员将领会，内侧和外侧可移除侧壁93、94可以特别有利于减少轮组件30的内部内(例如内轮辋和外轮辋31、33之间)的灰尘和/或碎屑的量。相应地，轮组件30的元件，例如轮盘40和气体弹簧50，可以具有增强的保护以避免例如因环境因素(例如，岩石、灰尘、污垢、水等)造成的损坏，由此可以延长使用寿命。在一些实施例中，轮组件30可以不包括内侧和外侧可移除侧壁93、94。
现在参考图25，在另一实施例中，传感器188a、188b例如通过感测内轮辋131与外轮辋133之间的距离来感测相对运动。更特别地，传感器188a、188b可以是三轴加速度计的形式。当然，传感器188a、188b可以是其他类型的传感器，例如，激光距离传感器、超声传感器、线性可变差动变压器(LVDT)传感器、和/或其他接触式或非接触式位移传感器。
当传感器188a、188b为三轴加速度计的形式时，加速度计中的一个由限定内加速度计的内轮辋131承载，而另一加速度计由限定外加速度计的外轮辋133承载。内加速度计和外加速度计188a、188b通过它们的轴线对准，以使得内轮辋和外轮辋131、133的相对运动作为感测加速度可以例如通过联接至加速度计188a、188b的距离测量电路187进行换算(例如，对每个加速度积分)。
各个传感器188a、188b可以彼此不同。例如，超声传感器可以与内加速度计和外加速度计188a、188b一起使用以感测或测量(例如，与内加速度计和外加速度计相切的)位移。当然，激光距离传感器可以用作超声传感器的替代或者与超声传感器和/或内加速度计和外加速度计188a、188b结合使用。测量电路187可以由轮组件、车辆承载或者远离车辆。
温度传感器188c可以由外轮辋133承载(例如，被承载在外轮辋的内表面内或外轮辋的内表面上)，并且联接至测量电路187以例如在使用盖或者内侧或外侧可移除侧壁时感测轮组件内的温度。湿度传感器188d可以替代地或附加地由外轮辋133承载(例如，被承载在外轮辋的内表面内或外轮辋的内表面上)，并且联接至测量电路187以例如在使用盖或者内侧或外侧可移除侧壁时感测轮组件内的湿度。表示湿度、加速度或距离数据(例如，原始数据或处理过的数据)和/或表示温度的数据可以经由联接至测量电路187的无线发射器190从轮组件或车辆远程通信以用于进行下游处理。
现在参考图26-31，在另一实施例中，轮组件230包括例如通过紧固件207a联接至外轮辋233的内侧的刚性内侧盖环293。刚性内侧盖环293朝向内轮辋231径向向内延伸。更特别地，刚性内侧盖环293与内轮辋231限定径向和轴向延伸内侧间隙。例如呈内侧波纹管密封件的形式的挠性内侧密封件209a例如通过相应的紧固件208a联接在刚性内侧盖环293和内轮辋231之间以联接至内轮辋(例如，与夹紧装置212a一起使用，譬如金属带或其他材料)。挠性内侧密封件209a闭合径向和轴向延伸内侧间隙，并且允许内轮辋231和外轮辋233的相对运动。示例性地，内侧波纹管密封件209a具有Z形横截面。挠性内侧密封件209a可以是例如不同类型的挠性密封件，并且可以具有不同形状的横截面。挠性内侧密封件209a可以包括橡胶和/或弹性体材料。挠性内侧密封件209a可以包括其他材料和/或附加材料。
轮组件230还包括例如通过紧固件207b联接至外轮辋233的外侧的刚性外侧盖环294。刚性外侧盖环294朝向内轮辋231径向向内延伸。更特别地，刚性外侧盖环294与内轮辋231限定径向和轴向延伸外侧间隙。例如呈外侧波纹管密封件的形式的挠性外侧密封件209b例如通过相应的紧固件208b(例如，和相应的夹紧装置212b)联接在刚性外侧盖环294和内轮辋231之间。挠性内侧密封件209b闭合径向和轴向延伸外侧间隙，并且允许内轮辋231和外轮辋233的相对运动。示例性地，外侧波纹管密封件209a具有Z形横截面。挠性外侧密封件209b例如可以是不同类型的挠性密封件，并且可以具有不同形状的横截面。
此外，相应的打褶盖210(例如，波纹管)联接至每个气体弹簧250。特别地，打褶盖210覆盖活塞，使得可以保持活塞免受灰尘、污垢和/或碎屑的影响(图26)。本领域技术人员将领会，减少与活塞接触的灰尘、污垢和/或碎屑的量可以增加气体弹簧250的工作寿命。
挠性外侧密封件209b可以包括橡胶和/或弹性体材料。挠性外侧密封件209b可以包括其他材料和/或附加材料。在一些实施例中，可以不使用刚性外侧盖环294和挠性外侧密封件209b。示出但未具体描述的元件与以上实施例中描述的元件相似，因此不需要重复其描述。
现在特别参考图31，类似于以上针对图22-24所述的实施例，刚性可移除内置面板或内面板201可以被承载在刚性外侧盖环294内(例如，通过紧固件297b固定到轮组件)，以使得当通过相应的紧固件202被移除时，允许对轮组件230的内部(例如内轮辋)进行操作。进入端口或可移除盖211a在刚性外侧盖环294内间隔开。例如，可移除盖211a可以是透明丙烯酸，以允许在轮组件内进行目视检查而无需移除刚性可移除内置面板201和/或允许易于对例如传感器、控制器和/或其他电路进行操作，正如前文所述。例如，包括进入端口或可移除盖211b的类似装置可以用作刚性内侧盖环294，正如前文所述(图26-27)。并非在所有的实施例中都可以使用进入端口211a、211b。
本文所述的轮组件30的实施例相对于常规的气动轮胎是特别有利的，例如，特别是在相对大型的车辆(例如重型机械)上。例如，用于重型机械的常规气动轮胎具有相对较高的成本，并且在某些环境中，其使用寿命可能相对较短。而且，特别是对于重型机械，常规轮胎的故障可能会关联地导致重型机械的损坏几率增加。甚至更进一步地，常规轮胎的故障可能会导致车辆20在相当长的时间段内无法操作或不能使用，从而导致财务损失和生产率损失，特别是对于全天候操作的某些类型的车辆或重型机械。
轮组件30可以解决常规轮胎的这些缺点。更特别地，轮组件30可以具有较低的操作成本，并且具有增强的性能(例如，借助于气体弹簧50的可控操作响应)。另外，轮组件30可以是现场可维修的，这意味着可以在现场更换胎面构件72。例如，在气体弹簧50失效的情况下，也可以在现场进行维修。
方法的一方面涉及待联接至车辆20的轮毂21的轮组件30的制造方法。该方法包括将多个气体弹簧50可操作地联接在待联接至车辆20的轮毂21的内轮辋31和围绕内轮辋的外轮辋33之间。该方法还包括将多个胎面组件70安装到外轮辋33。可以通过将至少一个胎面构件72结合到胎面构件支撑件71并且将夹紧装置73定位成将胎面构件支撑件可移除地固定到外轮辋33而安装每个胎面组件70。
方法的另一方面涉及一种待联接至车辆20的轮毂21的轮组件30的制造方法。该方法包括将多个气体弹簧50可操作地联接在待联接至车辆20的轮毂21的内轮辋31和围绕内轮辋31的外轮辋33之间以提供用于内轮辋和外轮辋之间的相对运动的气体悬挂。该方法还包括将轮盘40联接至内轮辋31，所述轮盘与外轮辋33的相邻内部部分限定可闭合间隙41以限定机械止动件以限制内轮辋和外轮辋的相对运动。
方法的另一方面涉及待联接至车辆20的轮毂21的轮组件30的制造方法。该方法包括将多个气体弹簧50可操作地联接在待联接至车辆20的轮毂21的内轮辋31和围绕内轮辋的外轮辋33之间以提供用于内轮辋和外轮辋之间的相对运动的气体悬挂。该方法还包括联接轮盘40以联接至内轮辋31并与外轮辋33的相邻内部部分限定可闭合间隙41。该方法还可以包括定位由外轮辋33的内侧内表面承载的多个内侧横向止动件44，并且定位由外轮辋的外侧内表面承载的多个外侧横向止动件45，使得多个内侧横向止动件和多个外侧横向止动件协作以限制轮盘40和外轮辋的相对横向运动。
方法的另一方面涉及待联接至车辆20的轮毂21的轮组件30的制造方法。该方法包括将多个气体弹簧50可操作地联接在待联接至车辆20的轮毂21的内轮辋31和围绕内轮辋的外轮辋33之间。多个气体弹簧中的至少一个气体弹簧50具有可控操作响应。该方法还包括将本地控制器87联接至所述至少一个气体弹簧50以控制所述至少一个气体弹簧的操作响应。
相关方法的另一方面涉及待联接至车辆20的轮毂21的轮组件30的操作方法。轮组件30包括待联接至车辆20的轮毂21的内轮辋31、围绕内轮辋的外轮辋33、以及可操作地连接在内轮辋和外轮辋之间的多个气体弹簧50。多个气体弹簧中的至少一个气体弹簧50具有可控操作响应。该方法包括操作联接至所述至少一个气体弹簧50的本地控制器87以控制所述至少一个气体弹簧的操作响应。
方法的另一方面涉及感测待联接至车辆20的轮毂21的轮组件30的内轮辋131和轮组件的外轮辋133之间的相对运动(例如距离)的方法。内轮辋131将联接至车辆20的轮毂21以及围绕内轮辋的外轮辋133。轮组件30包括多个气体弹簧50，所述多个气体弹簧可操作地联接在内轮辋131和外轮辋133之间并允许它们之间的相对运动。该方法包括使用至少一个传感器188a、188b来感测轮组件的操作或滚动期间的内轮辋和外轮辋131、133之间的相对运动。
方法的另一方面涉及待联接至车辆20的轮毂21的轮组件30的制造方法。该方法包括将内轮辋231联接至车辆20的轮毂21并定位围绕内轮辋的外轮辋233。该方法还包括将多个气体弹簧50可操作地联接在内轮辋231和外轮辋233之间以允许它们之间的相对运动。该方法还包括将刚性内侧盖环293联接至外轮辋233的内侧并且朝着内轮辋231径向向内延伸，并且将挠性内侧密封件209a联接在刚性内侧盖环和内轮辋之间。
尽管本文已经描述了若干实施例，但是本领域技术人员将领会，可以将来自任何一个或多个实施例的任何一个或多个要素与来自任何一个或多个其他实施例的任何一个或多个要素结合使用。此外，尽管在本文中参考内部和外部进行说明，但是本领域技术人员将领会，在许多实施例中，关于内部描述的元件可以用作外部元件，反之亦然；和/或描述为内部的那些元件可以与描述为外部的元件一起使用，反之亦然。
受益于前文的描述和相关附图中呈现的教导，本领域技术人员将想到本发明的许多变型和其他的实施例。因此，应该理解的是，本发明不限于所公开的特定实施例，并且这些变型和实施例应当被包含在所附权利要求的范围内。

Claims (21)

1.一种待联接至车辆的轮毂的轮组件，所述轮组件包括：
待联接至车辆的轮毂的内轮辋；
围绕所述轮毂的外轮辋；
多个气体弹簧，所述多个气体弹簧可操作地联接在所述内轮辋和所述外轮辋之间以提供用于所述内轮辋和所述外轮辋之间的相对运动的气体悬挂；
联接至所述内轮辋的轮盘；以及
由所述外轮辋的内侧内表面承载的多个内侧横向止动件，以及由所述外轮辋的外侧内表面承载的多个外侧横向止动件，以使得所述多个内侧横向止动件和所述多个外侧横向止动件协作以限制所述轮盘和所述外轮辋的相对横向运动。
2.根据权利要求1所述的轮组件，其中所述多个内侧横向止动件被朝向所述轮盘偏压，并且所述多个外侧横向止动件也被朝向所述轮盘偏压。
3.根据权利要求1所述的轮组件，其中所述轮盘包括多个间隔开的加厚壁部，每个加厚壁部位于一对内侧横向止动件和外侧横向止动件之间。
4.根据权利要求3所述的轮组件，其中所述轮组件包括在所述轮盘的相应加厚壁部附近联接的用于每个气体弹簧的相应附接托架。
5.根据权利要求1所述的轮组件，其中所述轮盘包括在轮盘中的多个减重开口。
6.根据权利要求1所述的轮组件，其中所述多个气体弹簧成对地布置在所述轮盘的相对侧。
7.根据权利要求1所述的轮组件，其中所述多个气体弹簧从所述内轮辋向外发散到所述外轮辋。
8.根据权利要求1所述的轮组件，其中所述外轮辋具有至少3.5英尺的直径。
9.根据权利要求1所述的轮组件，其中所述多个气体弹簧中的每一个气体弹簧包括双作用气缸和关联的活塞。
10.一种待联接至车辆的轮毂的轮组件，所述轮组件包括：
待联接至车辆的轮毂的内轮辋；
围绕所述轮毂的外轮辋；
联接至所述内轮辋的轮盘；
多个气体弹簧，所述多个气体弹簧可操作地联接在所述内轮辋和所述外轮辋之间以提供用于所述内轮辋和所述外轮辋之间的相对运动的气体悬挂，所述多个气体弹簧成对地布置在所述轮盘的相对侧；和
由所述外轮辋的内侧内表面承载并且被朝向所述轮盘偏压的多个内侧横向止动件，以及由所述外轮辋的外侧内表面承载并且被朝向所述轮盘偏压的多个外侧横向止动件，以使得所述多个内侧横向止动件和所述多个外侧横向止动件协作以限制所述轮盘和所述外轮辋的相对横向运动。
11.根据权利要求10所述的轮组件，其中所述轮盘包括多个间隔开的加厚壁部，每个加厚壁部位于一对内侧横向止动件和外侧横向止动件之间。
12.根据权利要求11所述的轮组件，其包括在所述轮盘的相应加厚壁部附近联接的用于每个气体弹簧的相应附接托架。
13.根据权利要求10所述的轮组件，其中所述轮盘包括在轮盘中的多个减重开口。
14.根据权利要求10所述的轮组件，其中所述多个气体弹簧从所述内轮辋向外发散到所述外轮辋。
15.一种制造待联接至车辆的轮毂的轮组件的方法，该方法包括：
将多个气体弹簧可操作地联接在待联接至车辆的轮毂的内轮辋和围绕所述轮毂的外轮辋之间以提供用于所述内轮辋和所述外轮辋之间的相对运动的气体悬挂；
将轮盘安装至所述内轮辋；以及
将多个内侧横向止动件安装至所述外轮辋，并且将多个外侧横向止动件安装至所述外轮辋，使得所述多个内侧横向止动件和所述多个外侧横向止动件协作以限制所述轮盘和所述外轮辋的相对横向运动。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述多个内侧横向止动件定位成被朝向所述轮盘偏压，并且所述多个外侧横向止动件也定位成被朝向所述轮盘偏压。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述轮盘包括多个间隔开的加厚壁部，每个加厚壁部位于一对内侧横向止动件和外侧横向止动件之间。
18.根据权利要求17所述的方法，其包括联接在所述轮盘的相应加厚壁部附近联接的用于每个气体弹簧的相应附接托架。
19.根据权利要求15所述的方法，其中所述轮盘包括在轮盘中的多个减重开口。
20.根据权利要求15所述的方法，其中所述多个气体弹簧成对地布置在所述轮盘的相对侧。
21.根据权利要求15所述的方法，其中所述多个气体弹簧从所述内轮辋向外发散到所述外轮辋。
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Application publication date: 20210730

Assignee: QINGDAO XINGHUA INTELLIGENT EQUIPMENT CO.,LTD.

Assignor: Gacw Co.,Ltd.

Contract record no.: X2023990000201

Denomination of invention: Wheel assembly including transverse stop and related methods

License type: Exclusive License

Record date: 20230209

GR01 Patent grant
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