CN114206632A - 带集成圆形制动元件的车轮轮毂 - Google Patents

Abstract

在一个方面，一种车轮轮毂装置包括车轮轮毂，该车轮轮毂可围绕中心轴线旋转并且具有统一的一体式构造。车轮轮毂装置还包括圆形制动元件，其具有统一的一体式构造并且围绕车轮轮毂延伸。车轮轮毂和圆形制动元件包括将车轮轮毂和圆形制动元件固定在一起的接合部分。车轮轮毂和圆形制动元件的接合部分固牢圆形制动元件以对抗沿车轮轮毂的轴向运动。以这种方式，车轮轮毂和圆形制动元件的接合部分提供了使用车轮轮毂和圆形制动元件的材料连接车轮轮毂和圆形制动元件的机械接合。

Description

带集成圆形制动元件的车轮轮毂

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年8月6日提交的美国临时申请号62/883,367的权益，在此通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

本公开涉及用于车辆的车轮轮毂，并且更具体地，涉及包括圆形制动元件的车轮轮毂。

背景技术

车轮轮毂组件将车辆的车轮连接到车辆的车轴。车轮轮毂组件通常用于商用车辆中，诸如牵引拖车中。车轮轮毂组件通常包括车轮轮毂和圆形制动元件，诸如用于鼓式制动系统的鼓或用于盘式制动系统的转子。制动转子通常使用紧固件连接到相关联的车轮轮毂。在一种先前的方式中，使用多个小夹子将制动转子连接到车轮轮毂，小夹子被单独安装以将制动转子保持在车轮轮毂上。使用传统方式组装车轮轮毂和制动转子的过程对于制造商来说可能是复杂、耗时且昂贵的过程。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了一种用于商用车辆的车轮轮毂装置。车轮轮毂装置包括车轮轮毂，该车轮轮毂可围绕中心轴线旋转并且具有单一的一体式构造。车轮轮毂具有内侧端部、外侧端部和从内侧端部延伸到外侧端部的贯通开口。车轮轮毂具有车轮轮毂安装部分，该车轮轮毂安装部分在轴向上位于车轮轮毂的内侧端部和外侧端部的中间。在一个实施例中，车轮轮毂安装部分包括凸缘并且车轮轮毂装置包括从凸缘突出的紧固件。紧固件装配到车轮的开口中，并且使用诸如螺母之类的锁定元件将车轮固定到凸缘。

车轮轮毂装置还包括圆形制动元件，其具有单一的一体式构造并且围绕车轮轮毂延伸。车轮轮毂和圆形制动元件包括将车轮轮毂和圆形制动元件固定在一起的接合部分。车轮轮毂和圆形制动元件的接合部分固牢圆形制动元件以对抗沿车轮轮毂的轴向运动。以这种方式，车轮轮毂和圆形制动元件的接合部分提供了机械接合，其通过使用车轮轮毂和圆形制动元件的材料来连接车轮轮毂和圆形制动元件。这与利用许多紧固件或夹子来连接车轮轮毂和制动转子的一些现有方式形成对比。

根据本公开的另一方面，提供了一种车轮轮毂装置，该车轮轮毂装置包括车轮轮毂，该车轮轮毂具有单一的一体式构造，该构造构造成在其上安装有车轮。车轮轮毂装置包括一对车轮轴承，其具有用于接收车辆主轴的开口和用于支撑车轮轴承的车轮轮毂的车轮轴承座。车轮轮毂装置还包括圆形制动元件。车轮轮毂和圆形制动元件中的一个原位形成在车轮轮毂和圆形制动元件中的另一个上。车轮轮毂装置还包括车轮轮毂和圆形制动元件的突起和凹部。突起在凹部中延伸以在制动操作期间在圆形制动元件和车轮轮毂之间传递载荷。将车轮轮毂和圆形制动元件中的一个原位形成在车轮轮毂和圆形制动元件中的另一个上，这提供了在车轮轮毂和圆形制动元件之间的高强度连接。此外，突起和凹部可以将扭矩从圆形制动元件传递到车轮轮毂，因为制动设备(诸如制动钳)减慢了圆形制动元件的旋转。

本公开还提供了一种制造车轮装置的方法，该车轮装置包括浇铸车轮轮毂和圆形制动元件中的一个。车轮轮毂具有单一的一体式构造并且构造成在其上安装有车轮。车轮轮毂包括一对轴承座。该方法还包括将车轮轮毂和圆形制动元件中的一个定位在模具中并且使用模具将车轮轮毂和圆形制动元件中的另一个浇铸在车轮轮毂和圆形制动元件中的一个上。该方法可由此提供具有集成的圆形制动元件的车轮轮毂，该车轮轮毂和集成的圆形制动元件待与其他部件组装以生产车轮轮毂组件。在一个实施例中，模具是沙模具(sandmold)。此外，浇铸车轮轮毂和圆形制动元件中的一个可以包括使用第一沙模具，浇铸车轮轮毂和圆形制动元件中的另一个可以包括使用第二沙模。

附图说明

图1是车轮轮毂装置的立体图，该车轮轮毂装置包括具有集成制动转子的车轮轮毂；

图2A是沿图1中的线2-2截取的剖视图，示出了具有接收在制动转子的凹部中的突起的车轮轮毂；

图2B是图1的车轮轮毂装置的剖视图，示出了车轮轮毂装置包括在车轮轮毂中的轴承和其他内部部件；

图3是沿图1中的线3-3截取的剖视图，示出了接收在转子的凹部中的车轮轮毂突起的放大部分，该凹部在径向和周向方向上将转子锁定到车轮轮毂突起；

图4是包括车轮轮毂和转子的车轮轮毂装置的立体图；

图5是沿图4中的线5-5截取的剖视图，示出了将转子固定到车轮轮毂的车轮轮毂的突起和转子的凹部的互锁的部分；

图6是包括车轮轮毂和转子的车轮轮毂装置的立体图；

图7是沿图6中的线7-7截取的剖视图，示出了转子的销部分延伸穿过车轮轮毂的突起的开口以将突起固定在转子中；

图8是包括车轮轮毂和转子的车轮轮毂装置的立体图；

图9是图8的车轮轮毂装置的立体图，示出了具有径向延伸突起的车轮轮毂的末端；

图10是沿图8中的线10-10截取的剖视图，示出了接收在转子的凹部中的车轮轮毂的突起；

图11是沿图8中的线11-11截取的剖视图，示出了车轮轮毂的突起与转子的突起相互啮合以将转子相对于车轮轮毂固定；

图12是包括车轮轮毂和转子的车轮轮毂装置的立体图；

图13是图12的车轮轮毂装置的立体图，示出了轮毂的径向延伸的突起和在突起的侧面中的凹槽；

图14是沿图12中的线14-14截取的剖视图，示出了可滑动地接收在转子凹部中的车轮轮毂的突起；

图15是沿图12中的线15-15截取的剖视图，示出了转子的一对引导壁，该一对引导壁位于每个突起的相对侧面上，以引导在突起和转子之间的相对运动；

图16是大体沿图12中的线16-16截取的剖视图，示出了接收在转子的凹部之一中的突起之一和在车轮轮毂的突起的凹槽中延伸的转子的一对引导壁的轨道；

图17是制造车轮轮毂装置的示例方法的流程图；

图18是包括车轮轮毂和集成制动转子的车轮轮毂装置的立体图；

图19是图18的车轮轮毂的立体图，其中去除了转子以显示车轮轮毂的突起；

图20是沿图18中的线20-20截取的剖视图，示出了车轮轮毂突起的放大部分，该车轮轮毂接收在转子的凹部中，这将转子固牢于车轮轮毂；

图21是包括车轮轮毂和集成制动转子的车轮轮毂装置的立体图；

图22是图21的车轮轮毂的立体图，示出了车轮轮毂的齿；

图23是沿图21中的线23-23截取的剖视图，示出了接收在制动转子的凹部中的车轮轮毂的齿；

图24是沿图22中的线24-24截取的剖视图，示出了齿之一的放大部分，其将该齿固牢在转子的安装法兰内；

图25是包括车轮轮毂和集成实心制动转子的车轮轮毂装置的立体图；

图26是图25的车轮轮毂的立体图，示出了车轮轮毂的齿；

图27是沿图25中的线27-27截取的剖视图，示出了在转子的凹部中接合的车轮轮毂的齿；

图28是包括车轮轮毂和集成实心制动转子的车轮轮毂装置的立体图；

图29是图28的轮毂的立体图，示出了车轮轮毂的环；

图30是沿图28中的线30-30截取的剖视图，示出了转子的部分，该部分延伸穿过车轮轮毂的环的开口以将转子固牢到车轮轮毂；

图31是车轮轮毂装置的立体图，该车轮轮毂装置包括车轮轮毂和具有销叶片的集成制动转子；

图32是图31的车轮轮毂的立体图，示出了轮毂的凹部；

图33是沿图31中的线33-33截取的剖视图，示出了转子的突起延伸入车轮轮毂的凹部；

图34是另一个车轮轮毂的一部分的立体图，示出了车轮轮毂的突起，该突起带有接合相关联的制动转子的对应凹部的销；

图35是另一个车轮轮毂的一部分的立体图，该部分具有触手形突起，该突起带有用于接合相关联的制动转子的对应凹部的销。

具体实施方式

根据本公开的一个方面，提供了一种车轮轮毂装置，其包括车轮轮毂和形成在车轮轮毂上的圆形制动元件，诸如盘式制动转子。圆形制动元件可以通过例如将圆形制动元件浇铸在车轮轮毂上而形成在车轮轮毂上。车轮轮毂和圆形制动元件包括多个接合部分，诸如突起和凹部，其将圆形制动元件在径向和周向方向上固定到车轮轮毂。

在一个实施例中，突起和凹部包括将圆形制动元件固牢到车轮轮毂的互锁的突起和凹部。这些突起是弹性的和屈曲的，以当圆形制动元件在车辆的运行期间由于圆形制动元件的温度变化而膨胀和收缩时，适应圆形制动元件的膨胀和收缩。互锁的突起和凹部可包括多个互锁的底切凹部和突起的在底切凹部中的互补的扩大部分。即使圆形制动元件在操作期间破裂，互锁的突起和凹部也能阻止转子与车轮轮毂分离。

参考图1，提供了车轮轮毂装置10，其包括车轮轮毂12和与其集成的圆形制动元件，诸如转子14。车轮轮毂装置10在车轮轮毂12和转子14之间具有直接机械连接20。直接机械连接20永久地连结车轮轮毂12和转子14。车轮轮毂12诸如通过浇铸形成，并且转子14形成在车轮轮毂12的连接部分16之上。转子14由此与车轮轮毂12原位模制以在其间形成直接机械连接20。车轮轮毂12的浇铸可以使用第一模具执行，并且转子14在车轮轮毂12上的浇铸可以使用不同的第二模具执行。在其他实施例中，可以使用单个模具浇铸车轮轮毂12和其上的转子14。包覆模制的(over-molded)转子14在车轮轮毂12和转子14之间提供牢固的机械连接而无需紧固件。换言之，车轮轮毂10包括将转子14固定到车轮轮毂12的直接机械接合。以这种方式，车轮轮毂12和转子14可以在不使用紧固件或它们之间的中间部件的情况下连结。在另一个实施例中，转子14诸如通过浇铸形成，并且车轮轮毂12形成在转子14的连接部分(诸如安装法兰)上。

在一种方式中，车轮轮毂12由金属材料(诸如铁、钢、铝或压实石墨铸铁)浇铸而成，并且转子14在车轮轮毂12的连接部分16之上由相同或不同的金属材料(诸如铁、铝、钢、或压实石墨铸铁)浇铸而成。作为一个示例，车轮轮毂12由球墨铸铁制成并且转子14由灰铸铁制成。在一些实施例中，车轮轮毂12和转子14的材料可以化学地结合在一起。

关于图2A，在一个实施例中，车轮轮毂12具有单一的一体式结构，并且转子14具有单一的一体式结构。车轮轮毂12包括具有贯通开口24的主体22，该贯通开口24从车轮轮毂12的外侧端部26延伸到内侧端部28。车轮轮毂12具有纵向轴线30，其延伸穿过在外侧端部26和内侧端部28中间的贯通开口24的中心。车轮轮毂12和转子14具有接合部分，其固牢转子14对抗沿车轮轮毂12轴向运动。例如，车轮轮毂12的连接部分16包括一个或多个突起34，其接合转子14的一个或多个凹部36。在另一个实施例中，转子14包括接合车轮轮毂12的凹部的突起。

关于图1，转子14包括转子主体40，转子主体40具有带有外侧制动表面70的外侧制动部分42、带有内侧制动表面72的内侧制动部分44、连接内侧和外侧制动部分42、44的叶片46，和周向上在叶片46之间的通风口或管道48。空气可以流过管道48并流过内制动部分44和外制动部分42的内表面，这有助于冷却内制动部分44和外制动部分42。

关于图1和图2A，轮毂主体22包括在端部26、28中间延伸的侧壁50。车轮轮毂12包括一个或多个车轮安装部分，诸如从侧壁50径向向外延伸的凸缘52，该凸缘52包括一个或多个围绕其在周向上间隔开的开口54。开口54接收紧固件，诸如螺栓或螺柱，以将车轮的轮辋连接到车轮轮毂10。以这种方式，车轮轮辋可以容易地连接到车轮轮毂12和与其集成的转子14。

关于图2A，在车辆制动期间，摩擦力施加到转子14的制动表面70和/或72。摩擦力产生热量并且可能导致转子14膨胀。转子14随后在制动后冷却和收缩。车轮轮毂12的每个突起34包括连接到侧壁50的基部80和接收在凹部36之一中的自由端部82。在一个实施例中，每个突起34包括轴向延伸的腿部90和横向于腿部90延伸的足部92。突起34构造成随着转子14的膨胀和收缩而弹性变形，诸如每个突起34的一个或多个部分弯曲和/或伸长/收缩。例如，每个突起34的基部80、腿部90和/或足部92可以弹性变形。车轮轮毂12包括在腿部90之间的开口91，其减少了车轮轮毂12的靠近腿部90的材料并且增加了基部80和/或腿部90的柔性。车轮轮毂12还包括连接腿部90的弯曲部分93，其在腿部90弯曲时减小在基部80中的应力。例如，作为转子14的安装法兰，诸如径向内部120，由于转子14的加热而沿方向122径向向外膨胀，一个或多个突起34的基部80和/或腿部90弯曲以允许腿部90大致沿方向126移动。一个或多个突起34的基部80和/或腿部90的弯曲还允许接合在凹部36中的足部92与转子14的径向内部120一起沿方向122径向向外移动。相反，当转子14的径向内部120由于转子14的冷却而收缩时，基部80和/或腿部90可以弯曲以允许腿部90在方向127上回弹并且允许足部92在径向方向128上移动。

关于图2A，突起34的足部92包括端表面100，其邻接相关联的凹部36的壁部分102。在端表面100和壁部分102之间的邻接接触保持了车轮轮毂12和转子14以轴线30为中心的同心度。如图2A所示，足部92还包括与凹部36的表面108、110相对的表面104、106。相对的表面104、108和106、110固牢转子14以对抗沿车轮轮毂12在方向112、114上的轴向运动。在一个实施例中，虽然转子14被固牢以对抗沿车轮轮毂12的轴向运动，但是当转子14热膨胀和收缩并且基部80和/或腿部90屈曲以适应转子14的膨胀和收缩时，转子14可由于足部92与之接合而沿轴向方向112、114轻微移动。

转到图2B，车轮轮毂10可以包括各种内部部件以促进车轮轮毂12和与其连接的车轮围绕轴线30旋转。轮毂主体22限定隔间115、117和119。隔间115接收卡环121、卡环适配器123、诸如主轴螺母125的主轴锁，和将车轮轮毂10固定在车辆车轴的主轴上的主轴螺母锁定垫圈125A。隔间115还接收外侧车轮轴承131A，其包括外侧轴承内圈(cone)131、滚子轴承133A和外侧轴承外圈(cup)133。隔间117接收轴承隔圈135和润滑剂。隔间119接收内侧车轮轴承137A，该内侧车轮轴承137A包括内侧轴承外圈137、内侧轴承内圈139和滚子轴承139A。轴承内圈131、139具有接收车轴主轴的中心贯通开口，并且轴承隔圈135保持在轴承内圈131、139之间的设定的轴向距离。车轮轮毂10包括车轮轴承座141、143以将轴承131A、137A支撑在贯通开口24中。在一个实施例中，车轮轴承座141、143包括面向相反轴向方向的环形座表面141A、143A。此外，车轮轮毂10可以包括接收在凸缘52的开口54中的车轮螺柱129。

关于图3，车轮轮毂10包括将转子14固定到车轮轮毂12的互锁的凹部36和互补突起34。在一个实施例中，每个突起34的足部92包括扩大部分150，其与转子14的相关联的凹部36的保持部160接合。在一个实施例中，保持部160包括轴向上位于内侧和外侧板部分42、44之间的C形壁162。保持部160具有颈缩部分164，该颈缩部分164限定了凹部36的窄部166和凹部36的扩大端部168。扩大端部168可以在周向方向上比窄部166宽。在一个实施例中，突起34的扩大部分150具有T形构造并且C形壁162围绕扩大部分150。在轮毂突起34的扩大部分150和转子14的保持部160之间的互锁接合将转子14锁定到车轮轮毂12并且阻止转子14相对于车轮轮毂12在方向206、208上的相对周向运动。

关于图3，保持部160的颈缩部分164具有一对止动表面182，它们朝向彼此延伸并形成凹部36的底切。突起34的扩大部分150具有一对下侧表面180，其邻接保持部160的止动表面182。在表面180、182之间的接合阻止了足部92被沿方向184径向向内拉过去进入转子14的中心开口185和阻止了足部92沿方向187径向向外移动。此外，在转子14破裂的情况下，在车轮轮毂12的扩大头部150和转子14的保持部160之间的互锁接合保持转子14的破裂部分固定到车轮轮毂12。通过保持转子14的破裂部分连接到车轮轮毂12，防止了转子14的部段从旋转的车轮轮毂10掉落。

关于图3，转子14包括径向外部200、径向内部120和叶片46。叶片46可包括较长叶片46A和较短叶片46B的模式。较短叶片46B可以与保持部160径向对齐，而较长的径向延伸的支撑构件46B与保持部160径向错开。在另一个实施例中，转子14包括销叶片。

关于图4，提供了一种车轮轮毂装置250，其在许多方面与上述车轮轮毂装置10相似，从而将突出两者之间的差异。车轮轮毂装置250包括车轮轮毂252和转子254。转子254包括内侧制动部分256和外侧制动部分258。内侧制动部分256的厚度260可以小于外侧制动部分258的厚度262。较厚的外侧制动部分258包括一个或多个凹部264，其接合轮毂252的一个或多个突起266。

关于图4和图5，每个突起266包括腿部268和足部270，足部270与转子254的相关联的凹部272接合。每个足部270和凹部272包括啮合的突起274、276，其将车轮轮毂252的足部270锁定在转子254的凹部272中。在一个实施例中，足部270包括波状外轮廓并且凹部272具有类似的波状轮廓。例如，足部270可以包括径向内部狭窄部分280、径向内部扩大部分282、径向外部狭窄部分284和径向外部扩大部分286。同样，凹部272包括径向内部颈缩部分290、径向内部扩大部分292、径向外部颈缩部分294和径向外部扩大部分296。足部270的部分的交替的窄/宽/窄/宽模式提供足部270和转子254在剪切载荷中的强度以抵抗足部270相对于转子254的径向运动。例如，在突起足部270和转子254之间的互锁接合阻止足部270在径向方向302上被径向拉过去进入转子254的中心开口304和阻止足部270在径向方向300上的向外运动。

参考图6和图7，提供了车轮轮毂装置350，其在许多方面与上述车轮轮毂10、250相似，从而将突出不同之处。车轮轮毂装置350包括车轮轮毂352和转子354。车轮轮毂352包括一个或多个突起355，该突起355包括腿部356和足部358，该足部358与转子354的凹部360接合。在一个实施例中，转子354包括内侧制动部分362和更厚的外侧制动部分364。外侧制动部分364包括其凹部360。为了将足部358固定在凹部370中，外侧制动部分364的凹部360包括保持部，诸如延伸穿过足部358的贯通开口374的销部372。以这种方式，凹部360、转子销部372和车轮轮毂足部358的配合布置阻止了在足部358和凹部370之间的径向相对运动。

关于图8，提供了车轮轮毂装置450，其在许多方面类似于上述车轮轮毂装置。车轮轮毂装置450包括车轮轮毂452和转子454。转子454包括内侧制动部分456和更厚的外侧制动部分458。关于图8和图9，车轮轮毂452包括连接部分460，该连接部分460具有突起(诸如齿462)，其接合外侧制动部分458的凹部464。关于图10，车轮轮毂452包括贯通开口470和在其周围延伸的侧壁472。侧壁472包括管状部分474，该管状部分474径向向外展开至齿462。关于图11，转子454的凹部464包括间隙466和齿480。转子454的间隙466接收车轮轮毂452的齿462。车轮轮毂452的每个齿462具有倾斜表面482、484，其邻接转子454的相邻齿480的倾斜表面485、486。啮合的齿462、480抵抗车轮轮毂452和转子454的相对周向运动。在一个实施例中，当转子454由于在制动操作期间产生的热量而径向膨胀并且在制动操作之后径向收缩时，转子齿480的倾斜表面485、486可以相对于车轮轮毂齿462的倾斜表面482、484滑动。此外，啮合的齿462、480抵抗转子454相对于车轮轮毂452的周向运动，即使当转子454处于径向膨胀构造时也是如此。

关于图12，提供了车轮轮毂装置550，其在许多方面类似于上述车轮轮毂装置的。车轮轮毂装置550包括车轮轮毂552和转子554。转子554包括内侧制动部分556和外侧制动部分558。关于图13，车轮轮毂552具有连接部分560，该连接部分560包括锥形部分562和径向延伸的突起564。车轮轮毂552的突起564被接收在转子554的凹部559中。突起564具有在其间周向延伸的间隙568。在一个实施例中，突起564具有垂直于径向方向截取的I形横截面。例如，突起564包括相对的扩大部分570、572和它们之间的窄的中间部分574。突起564包括在扩大部分570、572之间沿着突起564的侧面延伸的凹槽576、578。突起564包括基部580和自由端部582。

在车轮轮毂装置550与上述车轮轮毂装置之间的一个区别在于突起564相对于转子554在径向方向上不被固牢。相反，车轮轮毂装置550包括在突起564和转子554的凹部559之间的滑动连接586(见图14)。关于图15和图16，转子554的凹部559各包括一对引导壁560、562，该引导壁560、562具有轨道部分561、563。轨道部分561、563接触突起564的中间部分574的直的侧面564、566并且将突起564和转子554的相对运动限制为沿方向570、572的径向运动。

关于图16，轨道部分561、563延伸到突起564的凹槽576、578中。在轨道部分561、563的任一侧上的突起564的较宽的扩大部分570、572抵抗突起564相对于转子554在方向600、602上的轴向运动。此外，轨道部分561、563具有轴向厚度590，其尺寸确定为紧密装配在凹槽576、578内，同时允许突起564沿方向570、572径向运动。

关于图16，车轮轮毂突起564的扩大部分570、572各自具有外表面604，该外表面604与转子554的相对的表面608隔开间隙606。间隙606允许气流沿突起564径向流动，这有助于冷却转子554并使突起564与转子554绝缘。此外，间隙606减少了在突起564和转子554之间的接触面积，这减少了它们之间的热传递。

关于图14，每个突起564具有与转子554的凹部559的壁614间隔开间隙612的末端610。间隙612可具有距离616，该距离616的尺寸设定为，当转子554在车辆的运行期间膨胀和收缩时，允许转子554相对运动。

参照图17，提供了用于制造车轮轮毂装置，诸如车轮轮毂装置10的方法700。方法700包括形成702轮毂，诸如上面讨论的车轮轮毂12。形成702可以包括例如使用第一模具浇铸车轮轮毂12。

方法700包括将车轮轮毂的连接部分定位704在转子模具中。例如，定位702可以包括将车轮轮毂12的足部92定位在用于转子14的第二模具中。将理解的是，如果使用单个模具来模制车轮轮毂12和转子14，则操作702、704将在同一模具中执行。

方法700还包括围绕车轮轮毂的连接部分形成706转子以形成车轮轮毂和转子的互锁的部分。车轮轮毂和转子的互锁的部分将转子固牢到车轮轮毂。作为一个示例，转子14可以围绕车轮轮毂12的突起34浇铸，使得保持部160围绕突起34的扩大头部150形成并且与突起34的扩大头部150成互锁接合。伴随突起34的扩大部分150位于保持部160的凹部36中，转子14被固牢以对抗相对于扩大部分150的径向和周向运动。

关于图18和图19，提供了一种车轮轮毂装置800，其在许多方面与上述车轮轮毂装置相似，从而将突出不同之处。车轮轮毂装置800包括车轮轮毂802和转子804。转子804包括制动部分806，其具有外侧制动部分808、内侧制动部分810、通风口812和销叶片814。车轮轮毂802包括连接部分819，该连接部分819具有接合制动转子804的对应的凹部822的一个或多个突起820。

关于图19，突起820包括基部824、腿部826和足部828。连接部分819在突起820之间具有开口830，其从车轮轮毂802去除材料并增加突起820的柔性。此外，开口830允许气流沿方向832流过制动转子804以及进入在车轮轮毂802和转子804之间的径向间隙834(参见图20)。关于图20，气流可以从间隙834沿在销叶片814之间的路径836行进到转子804的通风口中，这增加了进入制动转子804的气流。

关于图20，转子804包括凹部822的保持部850，其包括具有形成颈缩部分858的成角度的壁部分854、856的C形壁852。突起820包括扩大部分860和在颈缩部分858中延伸的窄部862。壁部分854、856与突起820的侧面相对以抵抗突起820沿方向866被拉过去。配合的突起820和C形壁852抑制在突起820和转子804之间的径向相对运动和旋转相对运动。此外，突起820的基部824和/或腿部826可以弯曲或屈曲以适应车辆的运行期间转子804的径向膨胀和收缩。

关于图21和图22，提供了车轮轮毂装置900，其可围绕轴线902旋转并且包括轮毂904和制动转子906。制动转子906包括安装法兰908和制动部分910。制动部分910包括外侧制动部分912、内侧制动部分914、通风口916和销叶片918。关于图22，车轮轮毂904包括管状壁920和连接部分922。连接部分922包括齿924和齿924之间的地带926。

关于图23，转子906包括安装法兰908的径向内表面928，该径向内表面928与车轮轮毂904的地带926间隔开以形成径向间隙或开口930。开口930允许空气从转子906的内侧或外侧侧面轴向流入开口930，进入转子906的通风口，并沿在销叶片918之间的路径932。这允许气流通过使用来自转子906的内侧和外侧侧面的空气来冷却内侧和外侧制动部分912、914的下侧。

关于图23，转子906包括用于接收齿924的凹部942的保持部940。每个保持部940包括V形壁944，其具有与相应齿924的倾斜表面950、952接合的横向延伸的壁部分946、948。

关于图24，保持部940还包括颈缩部分960，该颈缩部分960形成具有小于高度964的高度962的开口。因为由颈缩部分960形成的开口比齿924的扩大远侧部分970的高度964短，颈缩部分960抑制齿924沿方向972径向向内移动。这样，齿924相对于转子906被固牢。在另一个实施例中，诸如图9的实施例，车轮轮毂的齿可以是平的而不是具有扩大远侧部分。

关于图25，提供了一种车轮轮毂装置1000，其包括车轮轮毂1002和转子1004，该转子1004是实心的而不具有通风孔。关于图26，车轮轮毂1002包括连接部分1006，其具有齿1008和将齿1008分开的地带1010。

关于图27，转子1004具有径向内表面1014，该径向内表面1014与地带1010隔开一间隙以在其间形成径向间隙或开口1016。开口1016允许空气沿外侧方向1018(参见图25)从转子1004的内侧侧面流到外侧侧面以冷却转子1004。

关于图27，转子1004包括接收车轮轮毂1002的齿1008的凹部1020。凹部1020每一个皆包括与相关联的齿1008的表面1026、1028配合的倾斜表面1022、1024。随着转子1004在车辆的运行期间膨胀和收缩，表面1022、1024可以沿着表面1026、1028滑动。

关于图28和图29，提供了一种车轮轮毂装置1100，其在许多方面与上述车轮轮毂装置相似，从而将突出不同之处。车轮轮毂装置1100包括车轮轮毂1102和实心转子1104。车轮轮毂1102具有带有突起1108的连接部分1106，该突起1108包括具有开口1112的环1110。转子1104原位形成在车轮轮毂1102的连接部分1106上，这包括形成转子1104的凹部，该凹部包括转子1104的保持部1114。保持部1114延伸穿过相关联的环1110的开口1112。在保持部1114和环1110之间的接合将转子1104固牢到车轮轮毂1102。

关于图31和图32，提供了一种车轮轮毂装置1200，其在许多方面与上述车轮轮毂装置相似，从而将突出不同之处。车轮轮毂装置1200包括车轮轮毂1202和转子1204。车轮轮毂1202包括连接部分1206，并且转子1204包括连接部分，诸如安装法兰1208。关于图32，车轮轮毂1202的连接部分1206包括凸缘1208，该凸缘1208具有与围绕凸缘1208的地带1212交替的凹部1210。

关于图33，转子1204的安装法兰1208包括突起1220，该突起1220延伸到凹部1210中并且形成突起1220和围绕车轮轮毂1202的地带1212的啮合构造。在一个形式中，突起1220和地带1212具有方齿形状，尽管许多形状可能是合适的，诸如作为一些示例的三角形齿或圆形齿。每个突起1220都包括与相邻地带1212的表面1224接合的侧表面1222。啮合的突起1220和地带1212抑制车轮轮毂1202和转子1204的相对旋转运动。

将被理解的是，可以根据本申请的公开使用车轮轮毂和转子的其他实施例。例如，参考图34，提供了具有连接部分1302的车轮轮毂1300，该连接部分1302具有围绕其的突起1304。突起1304每一个皆包括腿部1306、足部1308，和从足部1308在内侧和外侧方向上轴向延伸以接合相关联的制动转子的对应凹部的销1310。

关于图35，提供了车轮轮毂1400，其包括具有触手形突起1404的连接部分1402。突起1404可以包括波状侧表面1406和销1408。突起1404也可以随着突起1404从较厚部分1410向较薄部分1412的径向向外延伸而逐渐变细。突起1404的侧表面1406可以接合相关联的制动转子的合作表面以抑制制动转子和车轮轮毂1400的相对周向运动。此外，突起1404的销1408可以接合制动转子的凹部以抑制制动转子和车轮轮毂1400的相对径向运动。

除非本文另有说明或与上下文明显矛盾，否则使用诸如“一”、“一个”之类的单数术语旨在涵盖单数和复数。术语“包括”、“具有”、“包含”和“容纳”将被解释为开放式术语。如本文所用的短语“至少之一”旨在以析取的意义上进行解释。例如，短语“A和B中的至少之一”旨在涵盖A，B，或A和B。

尽管已经说明和描述了本发明的特定实施例，但是将被理解的是，本领域技术人员会想到许多变化和修改，并且本发明旨在涵盖所有落入所附权利要求的范围内的变化和修改。

Claims (28)

1.一种用于商用车辆的车轮轮毂装置，所述车轮轮毂装置包括：

具有单一的一体式结构的车轮轮毂；

所述车轮轮毂能够围绕中心轴线旋转并且具有内侧端部、外侧端部和从内侧端部延伸至外侧端部的贯通开口；

所述车轮轮毂的车轮安装部分，所述车轮安装部分被配置为其上安装有车轮，所述车轮安装部分在轴向上位于所述车轮轮毂的内侧端部和外侧端部的中间；

圆形制动元件，其具有单一的一体式结构并围绕所述车轮轮毂延伸；

所述车轮轮毂的接合部分和圆形制动元件的接合部分，所述接合部分将所述车轮轮毂和圆形制动元件固定在一起；和

所述车轮轮毂的接合部分和圆形制动元件的接合部分固牢圆形制动元件以对抗沿车轮轮毂的轴向运动。

2.根据权利要求1所述的车轮轮毂装置，其特征在于，所述车轮轮毂和所述圆形制动元件中的一个原位形成在所述车轮轮毂和所述圆形制动元件中的另一个上。

3.根据权利要求1所述的车轮轮毂装置，其特征在于，所述车轮轮毂的接合部分和所述圆形制动元件的接合部分包括所述车轮轮毂的和所述圆形制动元件的相对的表面，所述相对的表面横向于所述中心轴线延伸，其固牢所述圆形制动元件以对抗沿所述车轮轮毂的轴向运动。

4.根据权利要求1所述的车轮轮毂装置，其特征在于，所述车轮轮毂的接合部分和所述圆形制动元件的接合部分将所述车轮轮毂和所述圆形制动元件直接机械地连结在一起。

5.根据权利要求1所述的车轮轮毂装置，其特征在于，所述车轮轮毂的接合部分和所述圆形制动元件的接合部分包括所述车轮轮毂和所述圆形制动元件中的一个的突起，所述突起具有固牢在所述车轮轮毂和所述圆形制动元件中的另一个的凹部中的自由端部。

6.根据权利要求5所述的车轮轮毂装置，其特征在于，所述突起包括弹性部分，所述弹性部分弯曲以利于所述圆形制动元件在所述商用车辆的运行期间的热膨胀和收缩。

7.根据权利要求1所述的车轮轮毂装置，其特征在于，所述车轮轮毂的接合部分和所述圆形制动元件的接合部分在所述车轮轮毂和所述圆形制动元件之间形成多个滑动连接。

8.根据权利要求1所述的车轮轮毂装置，其特征在于，所述接合部分包括所述车轮轮毂和所述圆形制动元件的多个接合的突起和凹部。

9.根据权利要求1所述的车轮轮毂装置，其特征在于，所述接合部分包括车轮轮毂和制动元件中的一个的销部分，所述销部分在车轮轮毂和圆形制动元件中的另一个的开口中延伸。

10.根据权利要求1所述的车轮轮毂装置，其特征在于，所述接合部分包括所述车轮轮毂和所述圆形制动元件的啮合的齿。

11.根据权利要求1所述的车轮轮毂装置，其特征在于，所述车轮轮毂的车轮安装部分包括凸缘，所述车轮轮毂装置还包括：

紧固件，其从所述凸缘突出用于将车轮连接到所述车轮轮毂的车轮安装部分。

12.根据权利要求1所述的车轮轮毂装置，其特征在于，所述车轮轮毂包括一对车轮轴承座，所述车轮轮毂装置还包括：

一对车轮轴承，其具有开口以接收车辆主轴，所述车轮轴承支撑在轴承座上；

隔圈，其分隔车轮轴承；和

主轴锁，其用于接合主轴并将所述车轮轮毂保持在主轴上。

13.一种车轮轮毂装置，包括：

车轮轮毂，其具有单一的一体式结构并构造成在其上安装有车轮；

一对车轮轴承，其具有开口以接收车辆主轴；

所述车轮轮毂的车轮轴承座，其用于支撑车轮轴承；

圆形制动元件；

所述车轮轮毂和圆形制动元件中的一个，其原位形成在所述车轮轮毂和圆形制动元件中的另一个上；和

所述车轮轮毂和圆形制动元件的突起和凹部，所述突起在凹部中延伸以在制动操作期间在所述圆形制动元件和车轮轮毂之间传递载荷。

14.根据权利要求13所述的车轮轮毂装置，其特征在于，所述车轮轮毂和圆形制动元件的突起和凹部在所述车轮轮毂和所述圆形制动元件之间形成直接机械接合，所述直接机械接合将所述车轮轮毂和所述圆形制动元件持久地连结在一起。

15.根据权利要求13所述的车轮轮毂装置，其特征在于，所述凹部具有底切构造，并且所述突起包括扩大部分，所述扩大部分填充了在其中接收所述突起的对应凹部并且将所述突起的扩大部分固牢在所述凹部中。

16.根据权利要求13所述的车轮轮毂装置，其特征在于，所述突起和所述凹部在所述车轮轮毂和所述圆形制动元件之间形成滑动连接，这利于所述圆形制动元件在车辆的运行期间的膨胀和收缩。

17.根据权利要求13所述的车轮轮毂装置，其特征在于，所述凹部包括颈缩部分，所述突起具有在所述颈缩部分中延伸的颈部分；并且

其中，所述凹部具有扩大的凹部部分，所述突起在扩大的凹部部分中具有对应的头部。

18.根据权利要求13所述的车轮轮毂装置，其特征在于，所述突起每一个均沿径向方向延伸到所述凹部中相关联的一个凹部内；以及

其中，每个凹部具有垂直于径向方向的宽度，其沿径向方向变化，使得凹部具有颈缩部分和扩大部分，所述颈缩部分抵抗相关联的突起被沿径向方向拉过去。

19.根据权利要求13所述的车轮轮毂装置，其特征在于，所述突起每一个皆包括自由端和弹性部分，所述自由端固牢在所述凹部之一中，所述弹性部分构造成弯曲以适应所述圆形制动元件的热膨胀和收缩。

20.根据权利要求13所述的车轮轮毂装置，其特征在于，所述突起包括多个第一齿，并且所述凹部包括多个第二齿；以及

其中所述多个第一齿和多个第二齿是啮合的。

21.根据权利要求13所述的车轮轮毂装置，其特征在于，所述突起和所述凹部包括接合的轨道部分和凹槽，所述轨道部分和凹槽利于在所述车轮轮毂和所述圆形制动元件之间的相对滑动运动。

22.根据权利要求13所述的车轮轮毂装置，其特征在于，所述突起包括具有开口的环，并且所述凹部包括在所述环的开口中延伸的锁定的部分。

23.根据权利要求13所述的车轮轮毂装置，其特征在于，所述圆形制动元件包括所述突起并且所述车轮轮毂包括所述凹部。

24.根据权利要求13所述的车轮轮毂装置，还包括主轴锁，其构造成螺纹接合所述主轴并将所述车轮轴承之一夹在所述主轴锁和所述车轮轴承座之一之间。

25.一种制造车轮轮毂装置的方法，所述方法包括：

浇铸车轮轮毂和圆形制动元件中的一个，所述车轮轮毂具有单一的一体式构造并且构造成在其上安装有车轮，所述车轮轮毂包括一对轴承座；

将车轮轮毂和圆形制动元件中的一个定位在模具中；以及

使用模具将车轮轮毂和圆形制动元件中的另一个浇铸在车轮轮毂和圆形制动元件中的所述一个上。

26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，将所述车轮轮毂和所述圆形制动元件中的另一个浇铸在所述车轮轮毂和所述圆形制动元件中的所述一个上包括：形成所述车轮轮毂和所述圆形制动元件的接合的突起和凹部，所述突起包括在凹部的颈缩部分中延伸的窄部和在凹部的扩大部分中的突起的扩大部分。

27.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，将所述车轮轮毂和所述圆形制动元件中的另一个浇铸在所述车轮轮毂和所述圆形制动元件中所述一个上包括：在所述车轮轮毂和所述圆形制动元件之间形成多个滑动连接。

28.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，浇铸车轮轮毂和圆形制动元件中的一个包括：使用第一模具浇铸所述车轮轮毂和所述圆形制动元件中的一个；

其中，将车轮轮毂和圆形制动元件中的一个定位在模具中包括：将车轮轮毂和圆形制动元件中的一个定位在第二模具中；并且

其中，将车轮轮毂和圆形制动元件中的另一个浇铸在车轮轮毂和圆形制动元件中的所述一个上包括：使用第二模具。

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