CN113199906A - 制造具有电蚀隔离的车轮的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了制造具有电蚀隔离的车轮的方法。一种组装车辆车轮的方法包括提供配置成支撑压配合负载的工具固定装置以及将隔离板布置在工具固定装置上，隔离板限定板紧固件孔并且具有定位突起。方法额外包括将车轮子组件布置在隔离板上，车轮子组件具有轮毂表面和相对的紧固件表面并且限定轮毂孔和车轮紧固件孔，使得轮毂表面抵靠在隔离板上。方法还包括将轮毂孔与定位突起对准并将车轮紧固件孔与板紧固件孔对准。方法额外地包括将插入件安装到车轮紧固件孔中，并且将插入件与板紧固件孔接合。此外，方法包括将负载施加到插入件上，以将插入件在板紧固件孔处压配合到隔离板中，并由此组装车轮。
Description
技术领域
本公开涉及一种制造用于机动车辆上的具有电蚀隔离的车轮的方法。
背景技术
可上公路的机动车辆通常使用具有安装其上的可充气轮胎的车轮作为车辆与各种地形（范围从铺砌公路到多岩石的小路）的接触面。这样的车轮和轮胎组件通常经由紧固件安装到车辆悬架部件上，诸如安装到轮毂（经由弹簧连接到车身）。车轮可以由各种金属构成，例如钢、铝或镁。
使用金属部件的紧固的组件在暴露于元素时可能经历腐蚀。具体来说，使用镁部件的紧固的组件可能经历电蚀。电蚀是电化过程，在该电化过程中，一种金属在与不同类型的金属接触时优先地腐蚀，并且两种金属都浸没在电解液中。在湿气被捕获在具有镁部件的组件（诸如通过（多个）钢紧固件紧固到铁轮毂的镁车轮）内的情况下，被捕获的湿气可能提供这种电解液。
发明内容
一种组装用于机动车辆的车轮的方法包括提供配置成支撑压配合负载的工具固定装置。方法还包括将隔离板布置在工具固定装置上，隔离板限定板紧固件孔并且具有定位突起。方法额外包括将车轮子组件布置在隔离板上，车轮子组件具有轮毂表面和相对的紧固件表面并且限定轮毂孔和车轮紧固件孔，使得轮毂表面抵靠在隔离板上。方法还包括将轮毂孔与定位突起对准并将车轮紧固件孔与板紧固件孔对准。方法额外地包括将紧固件座插入件安装到车轮紧固件孔中，并且将紧固件座插入件与板紧固件孔接合。此外，方法包括将负载施加到紧固件座插入件，以将紧固件座插入件在板紧固件孔处压配合到隔离板中，并由此组装车轮。
工具固定装置可以由凸形表面限定。方法可以额外地包括在将车轮子组件布置在隔离板上之前，将隔离板的定位突起在凸形表面上定中。
隔离板可以由铝构成。
紧固件座插入件可以由铝构成。
车轮子组件可以由镁构成。
车轮紧固件孔可以至少部分地由圆锥形限定。圆锥形可以朝向紧固件表面分开。
紧固件座插入件可以具有圆锥形截面和圆柱形截面。圆锥形截面可以被配置成匹配车轮紧固件孔的圆锥形。
圆柱形截面可以由相对于轴线的内径和外径限定。圆柱形截面可以包括布置在外径上并且沿轴线定向的锯齿。
施加的负载可以等于或大于50 kN。
负载可以经由冲子施加到紧固件座插入件，冲子具有由配置成与车轮紧固件孔的圆锥形匹配的圆锥形限定的冲头。
本公开可以包括以下方案：
1. 一种组装用于机动车辆的车轮的方法，所述方法包括：
将隔离板布置在工具固定装置上，所述隔离板限定板紧固件孔并且具有定位突起；
将车轮子组件布置在隔离板上，车轮子组件具有轮毂表面和相对的紧固件表面并且限定轮毂孔和车轮紧固件孔，使得轮毂表面抵靠在隔离板上；
将轮毂孔与定位突起对准并将车轮紧固件孔与板紧固件孔对准；
将紧固件座插入件安装到车轮紧固件孔中，并且将紧固件座插入件与板紧固件孔接合；以及
将负载施加到紧固件座插入件，以将紧固件座插入件在板紧固件孔处压配合到隔离板中，并由此组装车轮。
2. 如方案1所述的方法，其中所述工具固定装置由凸形表面限定，所述方法进一步包括在将车轮子组件布置在隔离板上之前，将定位突起在凸形表面上定中。
3. 如方案1所述的方法，其中所述隔离板由铝构成。
4. 如方案1所述的方法，其中所述紧固件座插入件由铝构成。
5. 如方案1所述的方法，其中所述车轮子组件由镁构成。
6. 如方案1所述的方法，其中所述车轮紧固件孔至少部分地由圆锥形限定，所述圆锥形朝向紧固件表面分开。
7. 如方案6所述的方法，其中所述紧固件座插入件具有圆锥形截面和圆柱形截面，并且其中圆锥形截面被配置成匹配车轮紧固件孔的圆锥形。
8. 如方案7所述的方法，其中所述圆柱形截面由相对于轴线的内径和外径限定，并且其中圆柱形截面包括布置在外径上并且沿所述轴线定向的锯齿。
9. 如方案1所述的方法，其中施加的负载等于或大于50 kN。
10. 如方案1所述的方法，其中经由冲子将负载施加到紧固件座插入件，所述冲子具有由配置成与车轮紧固件孔的圆锥形匹配的圆锥形限定的冲头。
11. 一种组装用于机动车辆的具有电蚀隔离的镁车轮的方法，所述方法包括：
将铝隔离板布置在工具固定装置上，所述铝隔离板限定板紧固件孔并且具有定位突起；
将镁车轮子组件布置在铝隔离板上，所述镁车轮子组件具有轮毂表面和相对的紧固件表面并且限定轮毂孔和车轮紧固件孔，使得轮毂表面抵靠在铝隔离板上；
将轮毂孔与定位突起对准并将车轮紧固件孔与板紧固件孔对准；
将铝紧固件座插入件安装到车轮紧固件孔中，并且将铝紧固件座插入件与板紧固件孔接合；以及
将负载施加到铝紧固件座插入件，以将铝紧固件座插入件在板紧固件孔处压配合到隔离板中，并由此组装镁车轮。
12. 如方案11所述的方法，其中所述工具固定装置由凸形表面限定，方法进一步包括在将车轮子组件布置在隔离板上之前，将定位突起在凸形表面上定中。
13. 如方案11所述的方法，其中所述车轮紧固件孔至少部分地由圆锥形限定，所述圆锥形朝向紧固件表面分开。
14. 如方案13所述的方法，其中所述紧固件座插入件具有圆锥形截面和圆柱形截面，并且其中圆锥形截面被配置成匹配车轮紧固件孔的圆锥形。
15. 如方案14所述的方法，其中所述圆柱形截面由相对于轴线的内径和外径限定，并且其中圆柱形截面包括布置在外径上并且沿轴线定向的锯齿。
16. 如方案11所述的方法，其中施加的负载等于或大于50 kN。
17. 如方案11所述的方法，其中经由冲子将负载施加到紧固件座插入件，所述冲子具有由配置成与车轮紧固件孔的圆锥形匹配的圆锥形限定的冲头。
18. 一种组装用于机动车辆的车轮的方法，所述方法包括：
将隔离板布置在由凸形表面限定的工具固定装置上，隔离板限定板紧固件孔并且具有定位突起；
将定位突起在工具固定装置的凸形表面上定中；
将车轮子组件布置在隔离板上，车轮子组件具有轮毂表面和相对的紧固件表面并且限定轮毂孔和车轮紧固件孔，使得轮毂表面抵靠在隔离板上；
将轮毂孔与定位突起对准并将车轮紧固件孔与板紧固件孔对准；
将紧固件座插入件安装到车轮紧固件孔中，并且将紧固件座插入件与板紧固件孔接合；以及
将负载施加到紧固件座插入件上，以将紧固件座插入件在板紧固件孔处压配合到隔离板中，并由此组装车轮。
19. 如方案18所述的方法，其中：
车轮紧固件孔至少部分地由圆锥形限定，所述圆锥形朝向紧固件表面分开；
紧固件座插入件具有圆锥形截面和圆柱形截面，并且其中圆锥形截面被配置成匹配车轮紧固件孔的圆锥形；以及
圆柱形截面由相对于轴线的内径和外径限定，并且其中圆柱形截面包括布置在外径上并且沿所述轴线定向的锯齿。
20. 如方案18所述的方法，其中施加的负载等于或大于50 kN。
以上公开的车轮组装方法为车轮、特别是由镁构成的车轮提供在轮毂区域中的电蚀隔离。
本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将在结合附图和随附权利要求时用于执行所述公开的（多个）实施例和（多个）最佳模式的以下详细描述而显而易见。
附图说明
图1是根据本公开的采用具有电蚀隔离的多个车轮的机动车辆的示意性顶视图。
图2是根据本公开的支撑图1中所示的车轮的车辆悬架角部的示意性透视分解图，其中车轮包括车轮子组件、隔离板、紧固件座插入件和紧固件。
图3是根据本公开的隔离板和紧固件座插入件在一起被压在车轮子组件周围之前的位置的示意性特写部分截面图。
图4是根据本公开的紧固件座插入件的实施例的示意性特写截面图。
图5是根据本公开的隔离板和紧固件座插入件一起被压在车轮子组件周围的示意性特写部分截面图。
图6是根据本公开的用于图2-5中所示的隔离板和紧固件座插入件与车轮子组件的组装的工艺装备的示意性描述。
图7示出了组装图1-6中所示的具有电蚀隔离的车轮的方法。
具体实施方式
参照图1，描绘了沿车辆中心轴线X布置的机动车辆10。车辆10可以是用于个人、商业或工业目的的移动平台，诸如客运车辆、全地形车辆（ATV）、飞机等。如图所示，车辆10包括车身14和动力系16。动力系16包括动力源18，动力源被配置成产生用于沿道路表面20推进车辆10的动力源扭矩T。
另外如图1中所示，车辆悬架系统22将车身14操作地连接到相应的车轮24，用于维持车辆10与道路表面20之间的接触并且维持车辆的操纵。示出了悬架系统22的特定的角部26，其可以包括（多个）控制臂28、轮毂30、制动盘32（图2中示出）以及减振滑柱34。也可预期与图1中所示的悬架角部26不同的悬架角部设计。如图所示，悬架系统22的每个角部26都连接到相应的车轮24。车轮24可以是配置成接收动力源扭矩T的从动轮或者可以是非从动的。尽管未示出，但是车辆10也可以包括备用轮24。每个车轮24被配置成在其上安装有充气或非充气轮胎36来与道路表面20接触。
每个车轮24经由多个紧固件38附接到悬架系统22，诸如附接到轮毂30。紧固件38可以包括安装到轮毂30的螺柱38-1和钢螺母38-2（图2中示出）或者钢螺栓（未示出）。车轮24中的每个可以由基于镁的合金构成，诸如锻造或铸造并且随后机械加工。镁是由于其有利的强度与质量比而可以选作用于车轮24的基础材料。例如，镁具有的密度是铝的三分之二。然而，在富含湿气的环境中，镁可能更易腐蚀。具体来说，在存在电解液的情况下，当两种或更多种不同类型的金属（诸如镁和铁）接触时，可能由于不同金属的不同电极电位而产生电耦合。
电解液为离子迁移提供途径，由此金属离子可以从电耦合的阳极移动到阴极。这个过程通常导致比其原本更快的阳极金属腐蚀，而阴极金属的腐蚀被减缓，甚至到了停止的程度。电解液的存在以及不同金属元素之间的传导路径可能导致腐蚀，否则任何一种单独的金属组成都不会受到腐蚀。如果电解液成分发生变化，从而形成浓差电池，那么即使单一类型的金属也可能电蚀。因此，致力于减少电蚀的紧固系统的设计和组件中组成材料的选择可以证明对于所述组件的可靠性是至关重要的。
通常，当车辆10暴露于元素时，湿气可能渗入轮毂与制动盘（每个通常由铁构成）、紧固件以及镁车轮之间的接触面。在渗入接触面之后，湿气可能被捕获其中并保持在组件内。因此，这些湿气可以形成电解液，电解液随后可能导致镁车轮、铁轮毂以及钢紧固件之间的电蚀。如果镁车轮、铁轮毂以及钢紧固件中的任何一个的保护性表面发生刮伤，从而暴露裸金属的区域，那么特别有可能发生裂缝型的电蚀。此外，当湿气被捕获在组件内时，用于铁轮毂和钢紧固件的保护性的在化学上不起反应的涂层创造更稳定的状况，否则可能形成腐蚀性电解液。
如图2-6中所示，车轮24是由多个部件所构成的组件，具体来说是用来中断不同金属部件之间的传导路径，并由此在车轮暴露于湿气时最小化电蚀的发生。车轮24包括相对于中心轴线Y1布置的车轮子组件40。车轮子组件40具有轮毂表面42和相对的紧固件表面44。车轮子组件40限定中心定位的轮毂孔46，即与中心轴线Y1同心。车轮子组件40进一步限定布置在节圆50上的多个车轮紧固件孔48，节圆的中心在中心轴线Y1上。每个车轮紧固件孔48被配置成收纳多个紧固件38中的一个，以便将车轮24安装到轮毂30并将制动盘32保持在其间。
此外，如图3和5中所示，每个车轮紧固件孔48可以至少部分地由圆锥形截面48-1限定，圆锥形朝向紧固件表面44分开。如图3和5中所示，每个车轮紧固件孔48还可以由大体上圆柱形的截面48-2限定。替代地，尽管未示出，但是每个车轮紧固件孔48可以至少部分地由朝向紧固件表面44向上打开的球形截面限定并且还包括大体上圆柱形的截面（类似于截面48-2），或者整个孔48可以具有从大致平坦的紧固件表面44延伸出的大体上圆柱形。
如图2-5中所示，车轮24还包括多个紧固件座插入件52。紧固件座插入件52的数量匹配车轮紧固件孔48的数量，并且每个座插入件被安装到相应的紧固件孔中。每个紧固件座插入件52可以由更贵/更少阳极材料构成，诸如铝，以减少最终车轮组件24的个别部件之间的电极电位差。紧固件座插入件具有的形状大致设想成匹配相应的车轮紧固件孔48的所选形状。如图3和5中所示，每个紧固件座插入件52可以具有圆锥形截面52-1和圆柱形截面52-2。这种圆锥形截面52-1被配置成匹配图3和5中所示的车轮紧固件孔的圆锥形截面48-1实施例。在车轮紧固件孔48包括如上所述的球形截面或平坦紧固件表面时，紧固件座插入件52的形状会被配置成匹配车轮紧固件孔的对应形状。如图所示，圆柱形截面52-2由相对于紧固件轴线Y2的内径ID和外径OD限定。
车轮24额外地包括隔离板54，隔离板限定多个板紧固件孔56并且具有定中布置（即，与中心轴线Y1同心）的定位突起58。包括定位突起58的隔离板54可以由更贵/更少阳极的材料构成，诸如铝合金，这种材料被配置成将车轮子组件40与制动盘32断开和隔离。如图所示，板紧固件孔56的数量匹配车轮紧固件孔48的数量，并因此匹配紧固件座插入件52的数量。紧固件座插入件52布置在紧固件表面44上，而隔离板54布置在轮毂表面42上。在车轮24的组装期间，将定位突起58与轮毂孔46接合。具体来说，定位突起58可以经由其间的适贴配合或轻压配合与轮毂孔46接合（图5中示出）。
紧固件座插入件52可以包括布置在圆柱形截面52-2上的突出部或锯齿55（图4中示出），用于与板紧固件孔56的每个和隔离板54接合和干涉配合。锯齿55与车轮紧固件孔48的圆柱形截面48-2的适贴配合或轻压配合是用于定中。隔离板54的板紧固件孔56促进紧固件座插入件52保持在隔离板54内。此外，锯齿55与隔离板54的板紧固件孔56的压配合促进紧固件座插入件52保持在车轮紧固件孔48内。为了确保特定紧固件座插入件52与圆柱形截面48-2和板紧固件孔56中的每一个的配合，锯齿55可以大体上在圆柱形截面52-2的整个长度上延伸。锯齿55可以布置在外径OD上并沿紧固件轴线Y2定向。替代地，锯齿55可以布置在外径OD上但是相对于紧固件轴线Y2以非零度角定向，诸如相对于紧固件轴线Y2成大体上锐角（未示出）。每个紧固件座插入件52可以由在化学上不起反应的材料构成，诸如铝合金。
紧固件座插入件52被压配合到板紧固件孔56中，从而将镁车轮子组件40夹在座插入件与隔离板54之间。因此，将镁车轮子组件40夹在两种不起反应的部件之间切断用于镁车轮子组件与铁轮毂30和制动盘32的组合之间的反应的电化路径，并且从而减少电蚀的可能性。因此，将镁车轮子组件40夹在两种更贵/更少阳极的部件之间减少了镁车轮子组件与铁轮毂30和铁或钢紧固件38之间的电极电位，并且从而减少电蚀的可能性。此外，为紧固件座插入件52和隔离板54选择适当的铝合金将会进一步限制座插入件和隔离板表现出电蚀。
车轮24可以使用图6中所示的组装工艺装备60来组装。组装工艺装备60包括工具固定装置62。工具固定装置62被配置成支撑足以组装车轮24的压配合负载或力F（图5和6中示出）。如图所示，工具固定装置62可以由凸形表面64限定。凸形表面64可以用来在将车轮子组件40布置和定中在隔离板54上之前，将隔离板54的定位突起58在其上定中。替代地，表面64可以是平坦的。组装工艺装备60还包括一个或多个冲子66。如图所示，每个冲子66具有冲头66A（图5和6中示出），冲头由被配置成大体上匹配钢螺母38-2以及紧固件座插入件52的圆锥形截面52-1的对应接触表面的形状限定。此外，冲头66A的形状可以被配置成大体上匹配对应的车轮紧固件孔48的圆锥形截面48-1。因此，冲头66A可以具有圆锥形、大体上球形或平坦的形状。图5和6具体描绘了冲头66A的圆锥形其配置成匹配具有孔的圆锥形48-1和紧固件座插入件52的圆锥形截面52-1的车轮组件实施例。
如图6中所示，冲子66可以由压床68接合，压床被配置成将力F施加到紧固件座插入件52中的每一个（同时施加到所有插入件或者个别地施加到每个插入件），从而将紧固件座插入件压配合到板紧固件孔56中。施加的力F可以等于或大于50 kN。这样压在一起，更贵/更少阳极的紧固件座插入件52和隔离板54夹住镁车轮子组件40，从而最小化车轮24的最终组件中的电蚀的发生。当车轮24邻接铁盘32并且经由钢紧固件38紧固到车辆10上的铁轮毂30时，车轮24的这种结构进一步意欲限制车轮的个别部件的电蚀的发生。
图7中所示的方法100可以用来组装车轮24。以下参照图2-5中所示的车轮24的结构和图6中所示的组装工艺装备60来描述方法100。方法在方框102处以提供工具固定装置62开始。在方框102之后，方法进行到方框104。在方框104，方法包括将隔离板54布置在工具固定装置62上。在方框104之后，方法可以首先进行到方框104A，在方框104A处方法包括将隔离板54在凸形表面64上定中，诸如在定位突起58处定中。
如果方法包括将隔离板54在凸形表面64上定中，那么在方框104A之后，方法将会进行到方框106。否则，方法从方框104直接移至方框106。在方框106，方法包括将车轮子组件40布置在隔离板54上，使得轮毂表面42抵靠地隔离板上。在方框106之后，方法进行到方框108，在方框108方法包括将轮毂孔46与定位突起58对准并将车轮紧固件孔48与板紧固件孔56对准。在方框108之后，方法进行到方框110。
在方框110，方法包括将紧固件座插入件52安装（诸如从紧固件表面44的那侧插入）到车轮紧固件孔48中。在方框110，方法还包括将紧固件座插入件52与隔离板54在对应的板紧固件孔56处接合。在方框110之后，方法进行到方框112，在方框112方法包括将负载F施加到紧固件座插入件52，从而将紧固件座插入件在板紧固件孔56处压配合到隔离板54中。一旦紧固件座插入件52已经压配合到隔离板54中，那么具有电蚀隔离的车轮24的组装就可以完成，并且方法可以在方框114结束。
具体的描述和图式或图是对本公开的支持和描述，但是本公开的范围仅由权利要求限定。虽然已经详细描述了用于执行所要求保护的公开的最佳模式中的一些和其他实施例，但是存在用于实施随附权利要求中限定的本公开的各种替代设计和实施例。此外，图式中所示的实施例或者本描述中提及的各种实施例的特征不必理解为彼此独立的实施例。相反，实施例的一个示例中所描述的每个特征都有可能与其他实施例中的一个或多个其他所需特征相组合，从而产生语言没有描述或者没有参照图式描述的其他实施例。因此，这些其他实施例落入随附权利要求的范围的框架之内。
Claims (10)
1.一种组装用于机动车辆的车轮的方法，所述方法包括：
将隔离板布置在工具固定装置上，所述隔离板限定板紧固件孔并且具有定位突起；
将车轮子组件布置在隔离板上，车轮子组件具有轮毂表面和相对的紧固件表面并且限定轮毂孔和车轮紧固件孔，使得轮毂表面抵靠在隔离板上；
将轮毂孔与定位突起对准并将车轮紧固件孔与板紧固件孔对准；
将紧固件座插入件安装到车轮紧固件孔中，并且将紧固件座插入件与板紧固件孔接合；以及
将负载施加到紧固件座插入件，以将紧固件座插入件在板紧固件孔处压配合到隔离板中，并由此组装车轮。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述工具固定装置由凸形表面限定，所述方法进一步包括在将车轮子组件布置在隔离板上之前，将定位突起在凸形表面上定中。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述隔离板由铝构成。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述紧固件座插入件由铝构成。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述车轮子组件由镁构成。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述车轮紧固件孔至少部分地由圆锥形限定，所述圆锥形朝向紧固件表面分开。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述紧固件座插入件具有圆锥形截面和圆柱形截面，并且其中圆锥形截面被配置成匹配车轮紧固件孔的圆锥形。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述圆柱形截面由相对于轴线的内径和外径限定，并且其中圆柱形截面包括布置在外径上并且沿所述轴线定向的锯齿。
9.一种组装用于机动车辆的具有电蚀隔离的镁车轮的方法，所述方法包括：
将铝隔离板布置在工具固定装置上，所述铝隔离板限定板紧固件孔并且具有定位突起；
将镁车轮子组件布置在铝隔离板上，所述镁车轮子组件具有轮毂表面和相对的紧固件表面并且限定轮毂孔和车轮紧固件孔，使得轮毂表面抵靠在铝隔离板上；
将轮毂孔与定位突起对准并将车轮紧固件孔与板紧固件孔对准；
将铝紧固件座插入件安装到车轮紧固件孔中，并且将铝紧固件座插入件与板紧固件孔接合；以及
将负载施加到铝紧固件座插入件，以将铝紧固件座插入件在板紧固件孔处压配合到隔离板中，并由此组装镁车轮。
10.一种组装用于机动车辆的车轮的方法，所述方法包括：
将隔离板布置在由凸形表面限定的工具固定装置上，隔离板限定板紧固件孔并且具有定位突起；
将定位突起在工具固定装置的凸形表面上定中；
将车轮子组件布置在隔离板上，车轮子组件具有轮毂表面和相对的紧固件表面并且限定轮毂孔和车轮紧固件孔，使得轮毂表面抵靠在隔离板上；
将轮毂孔与定位突起对准并将车轮紧固件孔与板紧固件孔对准；
将紧固件座插入件安装到车轮紧固件孔中，并且将紧固件座插入件与板紧固件孔接合；以及
将负载施加到紧固件座插入件上，以将紧固件座插入件在板紧固件孔处压配合到隔离板中，并由此组装车轮。
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