CN114746284B - 包括框架联接的气体弹簧轮组件的非公路用车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种非公路用车辆(820),包括非公路用车辆框架(811)和由非公路用车辆框架(811)承载的马达(814)。非公路用车辆(820)还可以包括可旋转地联接到非公路用车辆框架(811)的轮组件,而没有中间车辆悬架,并且至少一些轮组件由马达(814)驱动。每个轮组件可以包括联接至轮毂(821)的内轮辋(831)、围绕内轮辋(831)的外轮辋(833)、以及连接在内轮辋(831)和外轮辋(833)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架的气体弹簧。

Description

包括框架联接的气体弹簧轮组件的非公路用车辆
技术领域
本发明涉及车辆的领域,并且更具体地,涉及用于非公路用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,在大多数车辆上发现的那些轮胎)是气动轮胎。换句话说,典型的轮胎例如用空气或其它气体(例如氮气)被气动地充胀。更具体地,将空气注入到轮辋与轮胎内部之间的空间中以充胀轮胎。
在操作期间,由于轮胎被气动地充胀,所以轮胎随着车辆在路面上行驶而吸收力。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,在许多实例中,施加在轮胎上的过大的力会导致轮胎和/或轮辋变形、刺穿或爆胎。典型的力也导致轮胎的胎面磨损,而过大的力也会导致快速的胎面磨损,这会导致轮胎的寿命缩短以及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。对于非气动而言,其意味着不注入空气或其它气体以使轮胎的内部容积充胀。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No.911,975公开了一种弹簧轮。副轮辐被成对地布置在主轮辐的对之间,并且因此每个副轮辐的构件都经过相对应的一对相交撑条的相对侧。每个副轮辐都包括一对伸缩构件,所述一对伸缩构件在其外端部处被枢转地连接到形成在轮毂上的耳部并且在其相对端部处延伸到相对应的构件中。
授予Weston的美国专利No.1,601,518公开了一种包括径向臂的弹性轮。在轮毂与轮辋构件之间的连接可以通过这些臂的外端部中的枢轴销来提供,在所述枢轴销上设有轴颈连接的连杆。连杆与弯曲杠杆枢转地铰接,所述弯曲杠杆继而在托架臂上枢转,所述托架臂从部分圆形的板向内地延伸,所述部分圆形的板被安装在轮胎保持轮辋的内周边上。
另一种方案包括在轮毂与外轮辋之间的轮盘。例如,授予Courtney的美国专利No.1,808,886也公开了在轮毂与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的同时产生的应力而变得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No.1,979,935公开了一种液压轮辐轮。每个液压轮辐都包括形式为外部部段和内部部段的伸缩部段。外部部段具有从一个端部突出的螺柱。内部部段从外部部段延伸并且在其延伸的端部处配备有主干部。
授予Al-Sabah的美国专利No.6,041,838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。每个轮辐都具有被连接到轮辋的第一端部和在偏离其相应径向轴线的偏移位置中被连接到轮毂板构件的板构件末端的第二端部。每个轮辐的偏移位置进一步通过如下来限定:每个轮辐都以与相应的一个板构件末端的径向轴线成预定的角度(例如,小于90度)连接到该相应的一个板构件的末端并且限定操作的偏移轮辐轴线,所述操作的偏移轮辐轴线以该预定的角度与板构件末端的径向轴线相交。
授予Cornellier的美国专利No.6,698,480公开了减震轮辐,每个减震轮辐都具有中心圆柱管。每个管都包括具有孔口的内帽和具有孔口的外帽。每个轮辐都具有内活塞、带孔口的杆和销。销将轮辐中的一个枢转地联接至轮毂。每个轮辐都具有外活塞、带孔口的杆和销。销将轮辐中的一个枢转地联接至轮辋组件。内活塞和外活塞将每个管内的空间都划分为内部腔室、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,尤其是例如对于大型建筑车辆或采矿车辆而言。轮更换的费用以及轮更换期间所经历的停机时间会明显增加建筑或采矿项目的费用。
授予Simon的美国专利No.4,706,770公开了一种公用运输车辆,包括从车辆的刚性框架的前端悬挂的至少一个可转向轮和在可转向轮后方安装在刚性框架后方的未悬挂驱动轮对。前一对驱动轮是差动驱动的,后一对驱动轮分别联接用于与前一对驱动轮一致驱动。提供差速锁用于锁定后驱动轮对,因此前驱动轮对同步旋转。用于可转向前轮或前轮的悬架用于提升框架的前端以将重量转移到后方成对的驱动轮。重量转移也可以通过将前一对驱动轮安装在后一对驱动轮上方的水平面上来实现。车辆具有基本上在由驱动轮占据的最大区域的竖向投影内的承载区。
Kemeny的美国专利申请公开No.2015/090379公开了一种轮组件,包括围绕轮毂组件的轮毂布置的圆形框架,以及将轮毂组件连接到圆形框架以提供圆形框架和轮毂组件之间的相对运动的减震器。每个减震器沿与圆形框架和轮毂同轴的圆的切线延伸,用于沿每个切线提供切向减震。
授予Kemeny的美国专利申请公开No.2013/340902公开了用作轮毂和刚性轮辋之间的轮辐的减震器,其可以衬有螺纹橡胶或具有其他抓地特征。它减小了滚动阻力,节省了燃料。它提高了驾驶性能。冲击的顺应性与类似的充气轮胎相当,但在圆周、竖向和横向上被动或主动地进行了优化。橡胶衬套或辐条倾斜度提高了行驶稳定性。大型现场组装的矿用卡车车轮可以由普通金属加工车间以较低的成本和重量快速生产、部署和现场组装。它是环保的,几乎不使用或不使用橡胶。减震辐条的气体或液体可以相互连接和冷却。软驾驶和硬驾驶可以手动控制,也可以通过计算机即时控制。它适用于从自行车车轮到飞机起落架的各种应用。它防火、防弹、无气且静音。它不在启动或制动时以及在冰上弹跳或打滑。
发明内容
非公路用车辆可包括非公路用车辆框架和由非公路用车辆框架承载的马达。非公路用车辆还可以包括多个轮组件,其可旋转地联接到非公路用车辆框架,而没有中间车辆悬架,并且至少一些轮组件由马达驱动。所述多个轮组件中的每个可以包括联接到非公路用车辆框架的内轮辋、围绕内轮辋的外轮辋和多个气体弹簧,所述气体弹簧联接在内轮辋和外轮辋之间以提供气体悬挂,以用于内轮辋和外轮辋之间的相对运动。
非公路用车辆还可以包括由非公路用车辆框架承载的驾驶室。例如,所述马达可以包括柴油机和联接至柴油机的变速器。
非公路用车辆还可以包括由非公路用车辆框架承载以运输物料的车箱。例如,车箱可以枢转地联接到非公路用车辆框架以允许倾倒物料。车箱的容量可能为至少100吨。
每个轮组件可以包括外环和内环,所述外环联接至所述外轮辋并且从其径向向内地延伸,所述内环联接至所述内轮辋、从所述内轮辋径向向外地延伸并且与所述外环的相邻部分限定可闭合间隙,以限定机械止动件来限制所述内轮辋与所述外轮辋的相对运动。例如,所述多个气体弹簧中的每个都可以具有允许所述外环和所述内环限定机械止动件的操作行程。
所述非公路用车辆还可以包括多个液压阻尼器,其可操作地联接在内轮辋和外轮辋之间。所述多个气体弹簧可以从所述内轮辋向外地发散到所述外轮辋。
方法方面涉及一种制造非公路用车辆的方法。该方法可以包括将马达联接到非公路用车辆框架。该方法还可以包括将多个轮组件可旋转地联接到非公路用车辆框架,而没有中间的车辆悬架,其中至少一些轮组件由马达驱动。所述多个轮组件中的每个都可以包括连接到非公路用车辆框架的内轮辋、围绕内轮辋的外轮辋和多个气体弹簧,所述气体弹簧联接在内轮辋和外轮辋之间以提供气体悬挂,以用于内轮辋和外轮辋之间的相对运动。
附图说明
图1是具有根据实施例的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的轮组件的另一个透视图。
图4是图2的轮组件的另一个透视图。
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个透视图。
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剖视图。
图17是根据另一个实施例的胎面组件的一部分的剖视图。
图18是根据另一个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是根据另一个实施例的、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是根据另一个实施例的轮组件的透视图。
图25是根据另一个实施例的、包括用于测量内轮辋与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是根据另一个实施例的轮组件的一部分的侧视剖视图。
图27是图26的轮组件的该部分的透视剖视图。
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个透视图。
图30是图27的挠性密封件的透视图。
图31是图27的另一个盖环和挠性密封件的透视图。
图32是根据另一个实施例的轮组件的一部分的透视图。
图33是图32的轮组件的内侧横向止动件的透视图。
图34是根据另一个实施例的轮组件的透视图。
图35是图34的轮组件的一部分(并且在内环中没有减重开口)的透视图。
图36是图35的轮组件的该部分的侧视图。
图37是图34的轮组件的内侧横向止动件和外侧横向止动件的透视图。
图38是根据实施例的轮组件的一部分的透视图。
图39是图38的轮组件的一部分的透视图。
图40是图38的轮组件的另一部分的透视图。
图41是根据实施例的轮组件的透视图。
图42是图41的轮组件的一部分的侧视图。
图43是图41的轮组件的一部分的另一个侧视图。
图44是图41的轮组件的一部分的透视图。
图45是图41的轮组件的横向止动件的一部分的放大剖视图。
图46是图41的轮组件的横向止动件的另一部分的放大透视图。
图47是图46的横向止动件的底部透视图。
图48是图41的轮组件的横向止动件的弹性体本体的一部分的顶部透视图。
图49是图41的轮组件的横向止动件的弹性体本体的另一部分的顶部透视图。
图50是根据另一个实施例的轮组件的透视图。
图51是根据实施例的、包括挠性密封件的图50的轮组件的一部分的剖视图。
图52是根据另一个实施例的轮组件的透视图。
图53是图52的轮组件的另一个透视图。
图54是图52的轮组件的一部分的放大透视图。
图55是图52的轮组件的横向止动件的气缸的透视图。
图56是根据实施例的轮组件的透视剖视图。
图57是图56的轮组件的另一个透视剖视图。
图58是根据实施例的轮组件的一部分的透视剖视图。
图59是根据实施例的侧壁盖组件的示意图。
图60是根据另一个实施例的侧壁盖组件的示意图。
图61是根据一实施例的非公路用车辆的示意图。
图62是图61的非公路用车辆的一部分的示意框图。
图63是图61的轮组件的一部分的透视图。
图64是根据另一个实施例的非公路用车辆的示意图。
图65是根据另一个实施例的非公路用车辆的示意图。
图66是根据一实施例的轮组件的一部分的透视图。
图67是根据一实施例的轮组件的一部分的透视图。
图68是根据一实施例的轮组件的液压阻尼器的一部分的分解图。
图69是根据一实施例的轮组件的液压阻尼器的一部分的侧视图。
图70是根据另一个实施例的轮组件的一部分的透视图。
图71是根据另一个实施例的轮组件的一部分的透视图。
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。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的和完整的,并且将向本领域的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,并且在可替代实施例中,撇号用于指示类似的元件。
首先参照图1至图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内的紧固件接收通路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内横向地居中,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。可以使用其它的联接装置来将内轮辋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,并且更具体地至少为4英尺。本领域的技术人员将理解,使用至少3.5英尺的直径,轮组件30(并且更具体地外轮辋33)可以尤其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。这种轮组件的典型的整体外径为100英寸或更大。外轮辋33可以沿着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中焊接单独的加强环来提供,或者增厚部分38可以例如与外轮辋33成一体地形成。
另外地参照图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每个都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,椭圆形、六边形和/或用于减小应力的轮廓。本领域的技术人员将理解,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分42。间隔开的加厚壁部分42可以设在轮盘40的内侧表面和外侧表面两者上。每个加厚壁部分42都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,正如将在以下进一步详细描述的那样。加厚壁部分42可以例如通过在适当位置中焊接附加金属本体来提供,或者它们可以与轮盘40成一体地形成。本领域的技术人员将理解,加厚壁部分42可以是轮盘40的实心延伸部(即,其与轮盘成一体地形成和/或由轮盘构建)的形式和/或可以是例如用作机械加固件的离散本体的形式。
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。如本领域的技术人员将理解,也可以使用其它材料。
气体弹簧50被可操作地联接在内轮辋31与外轮辋33之间。每个气体弹簧50都可以是例如双作用气体弹簧,并且包括双作用气缸51和相关联的活塞52。当然,在一些实施例中,每个气体弹簧50都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也可以包括其它气体。
示例性地,气体弹簧50被成对地布置在轮盘40的相对侧上。更具体地,气体弹簧50从内轮辋31向外地发散到外轮辋33。用于每个气体弹簧50的相应附接托架53例如与内轮辋31相邻地联接至轮盘40的相应加厚壁部分42。每个附接托架53都可以包括大体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,每个气体弹簧都邻近轮盘40的相应加厚壁部分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被枢转地联接在内轮辋31与外轮辋33之间。
如本领域的技术人员将理解,气体弹簧50提供用于内轮辋31与外轮辋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31和外轮辋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)。
现在将例如相对于当很少或没有对轮组件30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的形式时的气体弹簧50的初始充填压力。具体地,与气缸51的活塞侧相关联的腔室典型地小于与气缸的全孔侧相关联的腔室(例如,约小了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,活塞侧腔室的压力高于全孔侧腔室的压力(例如,约高了10%)。
因此,尽管双作用气缸51的等压充填会是适宜的,但是双作用气缸51导致偏移活塞52,所述偏移活塞52继而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31和外轮辋33临时固定在刚性夹具中。然而,使用刚性夹具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31和外轮辋33以及联接至螺旋扣以将内轮辋和外轮辋临时锁定在适当位置中。正如本领域的技术人员将理解的那样,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。在不同的充填压力下,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,但是张紧悬挂会比压缩悬挂更为有利,正如本领域的技术人员将理解的那样。
另一种组装技术可以包括在活塞侧处施加较高的充填压力(例如,约高出10%)以使活塞52在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促进组装。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变得相对于全行程居中为止。可替代地,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超充填(surcharging)更容易,然而,与其它方案相比这会使用更多的气体(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。更具体地,内侧横向止动件44邻近加厚壁部分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邻近加厚壁部分42。每个加厚壁部分42都被定位在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33一起可以在概念上被认为是L形托架的形式。示例性地,内侧和外侧横向止动件44、45每个都具有与外轮辋33成横向的支撑板61(例如,其具有矩形形状)并且每个都具有三角形侧部构件62。
如本领域的技术人员将理解,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包括其它和/或附加部件或元件,它们协作以限制轮盘40和外轮辋33的相对横向运动。
现在另外地参照图7至图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都包括胎面构件支撑件71。每个胎面构件支撑件71都可以是在其中具有开口69a、69b(图10)的弧形金属板的形式并且可以联接至外轮辋33的外圆周。在其它实施例中,胎面构件支撑件71中的一个或多个可以是平板。开口69b中的中心的一个开口可以在其中接收销83,正如将在以下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)。本领域的技术人员将理解,给定胎面构件支撑件71的弧形形状,若干胎面组件70以端部对端部的关系围绕外轮辋33联接。
胎面构件72被联接或粘合(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粘合到胎面构件支撑件71。胎面构件72包括弹性本体85,所述弹性本体具有限定在其外表面上的胎面花纹86。弹性本体85可以包括橡胶或其它材料,所述橡胶或其它材料可以基于期望的摩擦、牵引或其它特性(例如基于车辆20的用途)来选择。在其它实施例中,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它特性(例如基于车辆20的用途)来选择。而且,简要地参照图17,在另一个实施例中,每个胎面构件72’和胎面构件支撑件71’都可以包括成一体地形成为整体单元的共用材料,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’都限定相同材料的单个单元或本体(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每个都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示例性地以端部对端部的关系布置,并且内侧夹紧构件74每个都联接至外轮辋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,从而例如当胎面构件72磨损或者期望更换胎面构件时促进移除和更换。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中的相对应的螺纹开口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每个都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示例性地以端部对端部的关系布置,并且外侧夹紧构件76每个都联接至外轮辋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,从而例如当胎面构件72磨损或者期望更换胎面构件时促进移除和更换。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中的相对应的螺纹开口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,并且例如还促进胎面构件72的更换(例如,容易对准),由此减少车辆20的停机时间。
现在简要地参照图18和图19,在另一个实施例中,内侧和外侧横向止动件44”、45”朝向轮盘40”被偏压。更具体地,内侧和外侧横向止动件44”、45”每个都包括从外轮辋33”的内侧内表面和外侧内表面径向向内地延伸的臂46”。横向臂47”联接至每个臂46”的端部。每个横向臂47”都带有插塞48”,所述插塞48”由诸如弹簧(例如,螺旋弹簧)之类的偏压构件49”朝向轮盘40”偏压。可以使用其它偏压装置。
现在另外地参照图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。任何数量的气体弹簧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/或环境如以下进一步详细解释的那样操作或控制气体弹簧50中的每个。更具体地,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可以联接至任何数量的气体弹簧50。本地控制器87可以被承载在外轮辋33内(例如,被承载在外轮辋内部),或者由轮盘40承载。本地控制器87可以由轮组件30的其它元件承载。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协作以用作用于气体弹簧的压力和/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,可替代地或附加地,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可以是另一种类型的传感器,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协作以例如当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)通信或远离车辆通信。换句话说,本地控制器87可以独立于气体弹簧50的操作响应或者在不控制气体弹簧50的操作响应的情况下与本地传感器88协作。
现在简要地参照图21,在另一个实施例中,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)与本地传感器88”’或其它传感器协作。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”’,并且/或者远程控制器可以与本地控制器无线地通信。
本领域的技术人员将理解,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剧的转弯或施加制动,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的其它运动例如会导致操作响应的变化,诸如任何气体弹簧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。
现在另外地参照图22和图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每个都示例性地为由外轮辋33承载的圆化或圆形盖的形式。更具体地,内侧和外侧可移除侧壁93、94每个都在其中具有开口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内向内地延伸。内侧和外侧可移除侧壁93和94每个都可以通过紧固件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中的每个的外圆周的紧固件接收通路来接收,并且被紧固到外轮辋33中的相对应的相应对准的螺纹通路98a、98b。外轮辋33中的螺纹通路98a、98b形成内排的第二螺纹通路,其与外排的螺纹通路81a、81b一起用于借助紧固件79a(图7)将夹紧装置73固定到外轮辋。
现在参照图24,在另一个实施例中,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”“移除所述可移除内面板101”“时,允许进入轮组件30”“的内部(例如,内轮辋)。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的那些元件类似。
如本领域的技术人员将理解,内侧和外侧可移除侧壁93、94可以尤其有利于减少轮组件30的内部内(例如,在内轮辋31与外轮辋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,并且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。
现在参照图25,在另一个实施例中,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。更具体地,传感器188a、188b可以为三轴加速度计的形式。当然,传感器188a、188b可以是其它类型的传感器,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/或其它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,使得内轮辋131和外轮辋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来转换(例如,对每个加速度积分)。
传感器188a、188b各自可以彼此不同。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可替代物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以例如当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。可替代地或附加地,湿度传感器188d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以例如当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。
现在参照图26至图31,在另一个实施例中,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径向向内地延伸。更具体地,刚性内侧盖环293与内轮辋231限定径向和轴向延伸的内侧间隙。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,诸如金属带或其它材料)。挠性内侧密封件209a闭合径向和轴向延伸的内侧间隙,并且允许内轮辋231和外轮辋233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可以包括其它材料和/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径向向内地延伸。更具体地,刚性外侧盖环294与内轮辋231限定径向和轴向延伸的外侧间隙。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的外侧间隙,并且允许内轮辋231和外轮辋233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。
更进一步地,相应的打褶盖210(例如,波纹管)联接至每个气体弹簧250。具体地,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)。如本领域的技术人员将理解,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可以包括其它材料和/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类似,因此不需要重复其描述。
现在尤其参照图31,类似于以上关于图22至图24描述的实施例,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),以便当通过相应的紧固件202移除所述刚性可移除内置面板或内面板201时,允许进入轮组件230的内部(例如,内轮辋)。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/或允许易于接近例如传感器、控制器和/或其它电路,如上所述。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,如上所述(图26至图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的实施例可以相对于常规的气动轮胎是尤其有利的,例如,尤其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的气动轮胎具有相对较高的成本,并且在某些环境中可以具有相对较短的使用寿命。此外,尤其是对于重型机械,常规轮胎的故障会相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,尤其是对于全天候操作的某些类型的车辆或重型机械而言。
轮组件30可以解决常规轮胎的这些缺点。更具体地,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)。另外地,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与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粘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与围绕内轮辋31的外轮辋33之间,以提供用于内轮辋与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40与外轮辋33的相邻内部部分限定可闭合间隙41,以限定机械止动件来限制内轮辋与外轮辋的相对运动。
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与围绕内轮辋的外轮辋33之间,以提供用于内轮辋与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,所述轮盘40联接至内轮辋31并且与外轮辋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与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一种待联接至车辆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、以及可操作地联接在内轮辋与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在待联接至车辆20的轮毂21的轮组件30的内轮辋131与轮组件的外轮辋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50可操作地联接在内轮辋131与外轮辋133之间并且允许它们之间相对运动。该方法包括使用至少一个传感器188a、188b来感测在轮组件的操作或滚动期间在内轮辋131与外轮辋133之间的相对运动。
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。该方法包括将内轮辋231联接至车辆20的轮毂21并且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与外轮辋233之间以允许它们之间相对运动。该方法还包括将刚性内侧盖环293联接至外轮辋233的内侧并且使其朝向内轮辋231径向向内地延伸,并且将挠性内侧密封件209a联接在刚性内侧盖环与内轮辋之间。
现在参照图32,在轮组件330的另一个实施例中,外环340或轮盘联接至外轮辋333。这与其中环或轮盘40联接至内轮辋331的上述实施例相反。在本实施例中,联接至外轮辋333的外环340与内轮辋331的相邻内部部分限定可闭合间隙341,以限定机械止动件来限制内轮辋与外轮辋的相对运动。类似于上述实施例,外轮辋333可以具有至少3.5英尺的直径。
类似于以上实施例,外环340在其中还包括减重开口343。减重开口343每个都示例性地具有大体圆化或圆形的形状。减重开口343例如可以具有另外的形状,例如,椭圆形、六边形和/或用于减小应力的轮廓。
气体弹簧350被可操作地联接在内轮辋331与外轮辋333之间。每个气体弹簧350都可以是例如双作用气体弹簧,并且包括双作用气缸351和相关联的活塞352。当然,在一些实施例中,每个气体弹簧350都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350。气体弹簧350可以是例如空气弹簧和/或氮气弹簧。气体弹簧350也可以包括其它气体。
示例性地,气体弹簧350被成对地布置在外环340的相对侧上。更具体地,气体弹簧350从内轮辋331向外地发散到外轮辋333。用于每个气体弹簧350的相应附接托架353联接至内轮辋331。每个附接托架353都可以包括大体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352的端部。紧固件将气体弹簧350的活塞352的端部紧固到基部托架353。类似的附接托架353邻近内侧表面和外侧表面而被联接至外轮辋333。因此,气体弹簧350被枢转地联接在内轮辋331与外轮辋333之间。
与上述实施例类似地,如本领域的技术人员将理解,气体弹簧350提供用于内轮辋331与外轮辋333之间的相对运动的气体悬挂。气体弹簧350具有的操作行程允许外环340限定机械止动件。换句话说,气体弹簧350保持外轮辋333与内轮辋331间隔开。然而,如果任何气体弹簧350上的压力导致气体弹簧在负载下达到其极限或者气体弹簧失效,则外环340可以用作机械止动件以限制内轮辋331和外轮辋333的相对运动。换句话说,外环340和气体弹簧350可以被视为提供泄气保用能力。由于气体弹簧350类似于关于以上实施例描述的气体弹簧,因此不需要描述气体弹簧的更多细节。
另外地参照图33,轮组件330还包括联接在外轮辋333的内侧与内轮辋331的内侧之间的内侧横向止动件344。更具体地,内侧横向止动件344示例性地为铰链保持器或剪式铰链的形式。每个内侧横向止动件344都包括内侧铰链托架346a、346b以及邻近外轮辋333由铰链托架承载的内侧弹性体本体347,例如,聚氨酯本体。更具体地,内侧弹性体本体347联接至与外轮辋333联接的外横向止动件安装托架349a。内侧铰链托架346a、346b通过铰链销348联接。在一些实施例中,可以不使用外横向止动件安装托架349a,如例如内侧弹性体本体347可以例如通过铰链销348直接地联接至外环340。铰链托架346b通过内横向止动件安装托架349b联接至内轮辋331,所述内横向止动件安装托架349b通过联接至内横向止动件安装托架的铰链销348联接至内轮辋。在一些实施例中,铰链托架346b可以在没有内横向止动件安装托架349b的情况下联接至内轮辋331,例如,通过铰链销348直接地联接至内轮辋。
轮组件330还包括联接在外轮辋333的外侧与内轮辋331的外侧之间的外侧横向止动件345。更具体地,外侧横向止动件345示例性地为类似于内侧横向止动件344的铰链保持器或剪式铰链的形式。也就是说,每个外侧横向止动件345都包括外侧铰链托架346a、346b以及邻近外轮辋333由铰链托架承载的外侧弹性体本体347,例如,聚氨酯本体。更具体地,外侧弹性体本体347联接至与外轮辋333联接的外横向止动件安装托架349a。铰链托架346a、346b通过铰链销348联接。在一些实施例中,可以不使用外横向止动件安装托架349a,如例如外侧弹性体本体347可以例如通过铰链销348直接地联接至外环340。铰链托架346b通过内横向止动件安装托架349b联接至内轮辋331,所述内横向止动件安装托架349b通过联接至内横向止动件安装托架的铰链销348联接至内轮辋。在一些实施例中,铰链托架346b可以在没有内横向止动件安装托架349b的情况下联接至内轮辋331,例如,通过铰链销348直接地联接至内轮辋。
本领域的技术人员将理解,内侧横向止动件344和外侧横向止动件345与关于以上实施例描述的横向止动件类似地限制外轮辋333(并且从而限制外环340)与内轮辋331的相对运动。换句话说,例如,车辆的转弯会导致外环340相对于内轮辋331横向运动。内侧横向止动件344和外侧横向止动件345可以限制外环340相对于内轮辋331横向运动的量,从而保持轮组件330的结构完整性。当然,内侧横向止动件344和外侧横向止动件345可以包括其它和/或附加部件或元件,它们协作以限制外环340和内轮辋331的相对横向运动。
图示的其它元件(例如,在向内延伸的凸缘环325内的紧固件接收通路324、胎面组件370以及包括内侧夹紧构件374和紧固件379a的夹紧装置373)与关于上述实施例描述的相对应的元件类似。因此,与本实施例有关的这些元件不需要进一步讨论。
方法的一方面涉及一种待联接至车辆的轮毂的轮组件330的制造方法。该方法包括将多个气体弹簧350可操作地联接在待联接至车辆的轮毂的内轮辋331与围绕轮毂的外轮辋333之间,以提供用于内轮辋与外轮辋之间的相对运动的气体悬挂。该方法还可以包括将外环340联接至外轮辋333,所述外环与内轮辋的相邻内部部分限定可闭合间隙341,以限定机械止动件来限制内轮辋与外轮辋的相对运动。
现在参照图34至图35,在轮组件330’的另一个实施例中,外环340a’联接至外轮辋333’,并且内环340b’联接至内轮辋331’。内环340b’与外环340a’的相邻部分限定可闭合间隙341’,以限定机械止动件来限制内轮辋331’与外轮辋333’的相对运动。类似于上述实施例,外轮辋333’可以具有至少3.5英尺的直径。
外环340a’具有外环本体363a’和由外环本体的内边缘承载的外环边缘帽364a’。内环340b’还包括内环本体363b’和由内环本体的外边缘承载的内环边缘帽364b’。内环边缘帽364a’和外环边缘帽364b’提供增加表面积的机械止动件以限制内轮辋331’与外轮辋333’的相对运动。
与上述实施例类似地,外环340a’在其中还包括减重开口343a’。内环340b’在其中还包括减重开口343b’。减重开口343a’、343b’每个都示例性地具有大体圆化或圆形的形状。减重开口343a’、343b’例如可以具有另外的形状,例如,椭圆形、六边形和/或用于减小应力的轮廓。
气体弹簧350’被可操作地联接在内轮辋331’与外轮辋333’之间。每个气体弹簧350’都可以是例如双作用气体弹簧,并且包括双作用气缸351’和相关联的活塞352’。当然,在一些实施例中,每个气体弹簧350’都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350’。气体弹簧350’可以是例如空气弹簧和/或氮气弹簧。气体弹簧350’也可以包括其它气体。
示例性地,气体弹簧350’被成对地布置在外环340a’的相对侧上。更具体地,气体弹簧350’从内轮辋331’向外地发散到外轮辋333’。用于每个气体弹簧350’的相应的附接托架353’联接至内环340b’,更具体地,联接至内环本体363b’。每个附接托架353’都可以包括大体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352’的端部。紧固件将气体弹簧350’的活塞352’的端部紧固到基部托架。类似的附接托架353’邻近内侧表面和外侧表面而被联接至外轮辋333’。因此,气体弹簧350’被枢转地联接在内轮辋331’与外轮辋333’之间。
与上述实施例类似地,如本领域的技术人员将理解,气体弹簧350’提供用于内轮辋331’与外轮辋333’之间的相对运动的气体悬挂。气体弹簧350’具有的操作行程允许外环340a’限定机械止动件。换句话说,气体弹簧350’保持外轮辋333’与内轮辋331’间隔开。然而,如果任何气体弹簧350’上的压力导致气体弹簧在负载下达到其极限或者气体弹簧失效,则外环340a’可以用作机械止动件以限制内轮辋331’和外轮辋333’的相对运动。换句话说,外轮辋340a’和气体弹簧350’可以被视为提供泄气保用能力。由于气体弹簧350’类似于关于以上实施例描述的气体弹簧,因此不需要描述气体弹簧的更多细节。
另外地参照图37,轮组件330’还包括被承载在外轮辋333’的内侧与内轮辋331’的内侧之间的内侧横向止动件344’。更具体地,内侧横向止动件344’示例性地为铰链保持器或剪式铰链的形式。每个内侧横向止动件344’都包括内侧铰链托架346a’、346b’以及邻近外环340a’的内侧由铰链托架承载的内侧弹性体本体347’,例如,聚氨酯本体。内侧弹性体本体347’通过铰链销348’联接至外环340a’的壁部分。铰链托架346a’、346b’通过铰链销348’联接在一起。铰链托架346b’通过铰链销348’联接至内环340b’的壁部分。
轮组件330’还包括被承载在外轮辋333’的外侧与内轮辋331’的外侧之间的外侧横向止动件345’。更具体地,外侧横向止动件345’示例性地为铰链保持器或剪式铰链的形式。每个外侧横向止动件345’都包括外侧铰链托架346a’、346b’以及邻近外环340a’的外侧由铰链托架承载的外侧弹性体本体347’,例如,聚氨酯本体。外侧弹性体本体347’通过铰链销348’联接至与内侧横向止动件344’的相对应部分相对的外环340a’的壁部分,所述铰链销348’可以与内侧横向止动件的铰链销共用。铰链托架346a’、346b’通过铰链销348’联接。铰链托架346b’通过铰链销348’联接至与内侧横向止动件344’的相对应部分相对的内环340b’的壁部分,所述铰链销348’可以与内侧横向止动件的铰链销共用。如本领域的技术人员将理解,内侧横向止动件344’在结构上与外侧横向止动件345’类似,只是定位成与外侧横向止动件相对(即,在内侧上)。
本领域的技术人员将理解,内侧横向止动件344’和外侧横向止动件345’限制外环340a’和内环340b’的相对运动。换句话说,例如,车辆的转弯会导致外环340a’相对于内环340b’横向运动。内侧横向止动件344’和外侧横向止动件345’可以限制外环340a’相对于内环340b’横向运动的量,从而保持轮组件330’的结构完整性。当然,内侧横向止动件344’和外侧横向止动件345’可以包括其它和/或附加部件或元件,它们协作以限制外环340a’和内轮辋331’的相对横向运动。
图示的其它元件(例如,胎面组件370’以及包括内侧夹紧构件374’和紧固件379a’的夹紧装置373’)与关于上述实施例描述的相对应的元件类似。因此,与本实施例有关的这些元件不需要进一步讨论。
方法的一方面涉及一种待联接至车辆的轮毂的轮组件330’的制造方法。该方法包括将多个气体弹簧350’可操作地联接在待联接至车辆的轮毂的内轮辋331’与围绕轮毂的外轮辋333’之间,以提供用于内轮辋与外轮辋之间的相对运动的气体悬挂。该方法还包括将外环340a’联接至外轮辋333’并且将内环340b’联接至内轮辋331’,所述内环与外环的相邻内部部分限定可闭合间隙341’,以限定机械止动件来限制内轮辋与外轮辋的相对运动。
现在参照图38至图40,在另一个实施例中,轮组件430被分段以促进运输并且允许对各个分段维护。更具体地,轮组件430包括分段的圆形内轮辋431以待联接至轮毂。弧形内轮辋组件431a、431b、431c被可移除地联接在一起以限定圆形内轮辋431。虽然图示了三个弧形内轮辋组件431a、431b、431c,但是本领域的技术人员将理解,可以有任何数量的弧形内轮辋组件,例如,2个弧形内轮辋组件到4个弧形内轮辋组件。
安装环490从圆形内轮辋431向内地延伸。安装环490示例性地在其中包括内开口491和外开口492。外开口491相对于内开口492沿着安装环490的外圆周间隔开,所述内开口492沿着安装环的内圆周间隔开。示例性地,内开口492在尺寸(即,直径)上相对于外开口491更小。包括外开口491和内开口492的安装环490可以有利地限定什么可以在概念上被视为通用安装件,所述通用安装件可以适用于例如在各种尺寸的卡车和装载机上的不同尺寸(例如,直径)的轮。如本领域的技术人员将理解,安装环490可以通过径向位移的量来清除车辆的轮毂,所以可以促进流体储器(例如,制动液)的考虑和/或检查。
每个弧形内轮辋组件431a、431b、431c都包括弧形内轮辋分段432b和从弧形内轮辋分段径向向外延伸的弧形内环分段440b,类似于以上关于图34至图36描述的实施例。每个内环分段440b都包括内环本体463b和由内环本体的外边缘承载的内环边缘帽464b。每个弧形内环分段440b还在其中包括减重开口443b。
每个分段或弧形内轮辋组件431a、431b、431c都在相对端部处具有端部凸缘418a、418b。更具体地,相应的内凸缘418a、418b位于弧形内轮辋分段432b和弧形内环分段440b的每个端部处,用于以端部对端部的关系联接相邻的弧形内轮辋组件431a、431b、431c。每个内凸缘418a、418b都在其中具有开口或内凸缘紧固件接收通路,以便当所述开口或内凸缘紧固件接收通路与相邻的端部凸缘对准时接收穿过其的内凸缘紧固件419。
轮组件430还包括具有圆形形状的外轮辋433。类似于圆形内轮辋431,圆形外轮辋433被分段或者由联接在一起的弧形外轮辋组件433a、433b、433c限定。虽然图示了三个弧形外轮辋组件433a、433b、433c,但是本领域的技术人员将理解,可以有任何数量的弧形外轮辋组件,例如,2个弧形外轮辋组件到4个弧形外轮辋组件,并且弧形外轮辋组件的数量不需要与弧形内轮辋组件431a、431b、431c的数量相匹配。另外,在其它实施例中,弧形外轮辋组件433a、433b、433c中的接头不需要与弧形内轮辋组件431a、431b、431c中的相对应的接头对准。
弧形内轮辋组件431a、431b、431c和弧形外轮辋组件433a、433b、433c的数量可以取决于轮组件430的总体尺寸。对于每个分段或弧形内轮辋组件和弧形外轮辋组件的尺寸的其它考虑可以包括运输约束(例如,重量、尺寸、成本等)。当然,分段或弧形内轮辋组件431a、431b、431c和弧形外轮辋组件433a、433b、433c的数量可以是基于其它和/或附加因素。弧形内轮辋组件431a、431b、431c和弧形外轮辋组件433a、433b、433c可以在现场被联接或组装。
每个弧形外轮辋组件433a、433b、433c(其类似于每个弧形内轮辋组件431a、431b、431c并且类似于以上关于图34至图36描述的实施例)包括弧形外轮辋分段432a和从弧形外轮辋分段径向向内延伸的弧形外环分段440a。类似于上述实施例,每个弧形外环分段440a都具有外环本体463a和由外环本体的内边缘承载的外环边缘帽464a。也类似于上述实施例,每个弧形外环分段440a也都在其中包括减重开口443a。
每个弧形外轮辋组件433a、433b、433c还在相对端处具有端部凸缘415a、415b。更具体地,相应的外凸缘415a、415b位于弧形外轮辋分段432a和弧形外环分段440a的每个端部处,用于以端部对端部的关系联接相邻的弧形外轮辋组件433a、433b、433c。每个外凸缘415a、415b都在其中具有开口或外凸缘紧固件接收通路417,以便当所述开口或外凸缘紧固件接收通路417与相邻的外凸缘对准时接收穿过其的外凸缘紧固件416。
类似于以上关于图34至图36描述的实施例,弧形外环分段440a和弧形内环分段440b在它们之间限定可闭合间隙441以限定机械止动件。因此,在弧形外环分段440a与弧形内环分段440b之间的相对运动会受到限制。
另外地,虽然关于图38至图40未具体地示出或描述,但是轮组件430包括气体弹簧(在其它图中示出),所述气体弹簧被可操作地联接在圆形内轮辋431与圆形外轮辋433之间,以提供用于它们之间的相对运动的气体悬挂。气体弹簧可以从弧形内轮辋分段432a向外地发散到弧形外轮辋分段432b。例如,在图32和图34以及图41至图44中示出气体弹簧的示例性布置。轮组件430还可以包括附接托架、盖、盖环、波纹管和/或本文所述的任何其它元件。
方法的一方面涉及一种组装待联接至车辆的轮毂的轮组件430的方法。该方法包括将多个弧形内轮辋组件431a、431b、431c联接在一起以限定待联接至车辆的轮毂的圆形内轮辋431。每个弧形内轮辋组件431a、431b、431c都包括弧形内轮辋分段432b和从弧形内轮辋分段径向向外延伸的弧形内环分段440b。该方法还包括将多个弧形外轮辋组件433a、433b、433c联接在一起以限定圆形外轮辋433。每个弧形外轮辋组件433a、433b、433c都包括弧形外轮辋分段432a和从弧形外轮辋分段径向向内延伸的弧形外环分段440a。该方法还包括将多个气体弹簧可操作地联接在圆形内轮辋431与圆形外轮辋433之间,以提供用于它们之间的相对运动的气体悬挂。
现在参照图41至图49,在另一个实施例中,分段的轮组件530(其类似于以上关于图38至图40描述的实施例)包括外轮辋533,所述外轮辋533包括外环540a,所述外环540a被分段为三个分段533a、533b、533c,每个分段都包括在相对端部处的端部凸缘515a、515b。每个端部凸缘515a、515b都在其中具有开口,以便当所述开口与相邻的端部凸缘对准时接收穿过其的紧固件516。
轮组件530还包括分段的内轮辋531,所述分段的内轮辋531被分段为三个内轮辋分段531a、531b、531c。每个内轮辋分段531a、531b、531c都在相对端部处具有端部凸缘518a、518b。每个端部凸缘518a、518b都在其中具有开口,以便当所述开口与相邻的端部凸缘对准时接收穿过其的紧固件519。内轮辋531还包括向内延伸的凸缘525,所述向内延伸的凸缘525在其中具有紧固件接收通路524,用于联接至车辆的轮毂。在一些实施例中,包括内开口和外开口的上述通用安装环可以用于或联接至内轮辋531。
外环540a联接至外轮辋533,并且内环540b联接至内轮辋531。内环540b与外环540a的相邻部分限定可闭合间隙541,以限定机械止动件来限制内轮辋531与外轮辋533的相对运动。
外环540a具有外环本体563a和由外环本体的内边缘承载的外环边缘帽564a。内环540b还包括内环本体563b和由内环本体的外边缘承载的内环边缘帽564b。也类似于上述实施例,外环540a也在其中包括减重开口543a。内环540b也在其中包括减重开口543b。
气体弹簧550被可操作地联接在内轮辋531与外轮辋533之间。每个气体弹簧550都可以是例如双作用气体弹簧,并且包括双作用气缸551和相关联的活塞552。当然,在一些实施例中,每个气体弹簧550都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550。气体弹簧550可以是例如空气弹簧和/或氮气弹簧。气体弹簧550也可以包括其它气体。气体弹簧550类似于关于图34至图36描述的实施例布置,并且更具体地,气体弹簧550被成对地布置在外环540a的相对侧上。示例性地,气体弹簧550从内轮辋531向外地发散到外轮辋533。用于每个气体弹簧550的相应的附接托架553联接至内轮辋531和外轮辋533。相应地,气体弹簧550被枢转地联接在内轮辋531与外轮辋533之间。类似于上述实施例,如本领域的技术人员将理解,气体弹簧550提供用于内轮辋531与外轮辋533之间的相对运动的气体悬挂。
轮组件530还包括内侧横向止动件544,所述内侧横向止动件544被承载在外轮辋533的内侧与内轮辋531的内侧(并且更具体地,内环540b的内侧)之间。内侧横向止动件544示例性地为铰链保持器或剪式铰链的形式。每个内侧横向止动件544都包括内侧铰链托架546a、546b。铰链托架546a、546b通过铰链销548联接在一起。铰链托架546b通过铰链销548联接至内环540b的壁部分。
铰链托架546a联接至由外轮辋533的内表面承载的横向止动件安装件549。更具体地,横向止动件安装件549通过凸缘562联接至外环540a和外轮辋533,所述凸缘562接收穿过其的紧固件579。
每个横向止动件安装件549都包括砧座本体561,所述砧座本体561被嵌入或承载在弹性体本体547内,并且更具体地,铸造聚氨酯本体,例如,Duro 55聚氨酯。弹性体本体547可以被形成(例如,被挤压或粘合)为两个分段或两个件,并且可以在其底部部分内具有开口567,如图所示(图47至图49)(例如,凸出孔)。在一些实施例中,弹性体本体547可以不包括开口567或者包括其它数量的开口。弹性体本体547可以具有比外轮辋533的相邻或相匹配的内表面稍小的半径,使得弹性体本体的底部部分可以向下凸出。如本领域的技术人员将理解,弹性体本体547在保持强度的同时增加柔韧性。示例性弹性体本体547的额外细节可以在授予Kemeny的美国专利No.4,727,695、授予Kemeny的美国专利No.5,054,251、授予Kemeny的美国专利No.5,215,382和授予Kemeny的美国专利No.5,242,147中找到,所有这些专利的全部内容由此通过引用并入本文。
砧座本体561示例性地具有砧座形状,所述砧座形状邻近外轮辋533具有扩大的基部或燕尾部。砧座本体561具有上开口566a以接收穿过其的铰链销548,所述铰链销548联接铰链托架546b。联接至铰链销548的上开口566a从弹性体本体547暴露。砧座本体561具有与铰链销开口竖直对准的两个另外的开口566b。另外的开口566b会尤其有利地作为减重开口。可以有任何数量的另外的开口566b。另外的开口566b被嵌入或承载在弹性体本体547内,从而不被暴露。如本领域的技术人员将理解,砧座本体561可以仅经受剪切力和力矩。如与砧座本体561相关的张力和压缩可以被认为是可忽略的。
每个横向止动件安装件549还包括围绕弹性体本体547或在弹性体本体547上方的止动件锚定壳体568。与弹性体本体547类似地,锚定壳体568示例性地可以是两件式的,当两个件联接在一起时在所述锚定壳体568的顶部中具有开口,以允许砧座本体561延伸,并且更具体地,以允许砧座本体的上开口566a待暴露以用于联接至铰链托架546b。上述凸缘562在外轮辋533的内侧和外环540a的相应侧上从锚定壳体568横向地延伸。
轮组件530还包括外侧横向止动件545,所述外侧横向止动件545被承载在外轮辋533的外侧与内轮辋531的外侧(并且更具体地,内环540b的外侧)之间。外侧横向止动件545与在外环540a的相对侧上的内侧横向止动件544横向地对准。外侧横向止动件545示例性地为铰链保持器或剪式铰链的形式。更具体地,外侧横向止动件545在结构上类似于内侧横向止动件544,并且因此不需要在此进一步描述。
轮组件530还包括由外轮辋533承载的胎面组件570。每个胎面组件570都为弧形金属板的形式,所述弧形金属板通过紧固件571联接至外轮辋533的外圆周。每个胎面组件570都具有向外折叠的端部,其限定牵引特征部。本领域的技术人员将理解,给定胎面组件570的弧形形状,若干胎面组件以端部对端部的关系围绕外轮辋533联接。可以使用其它类型和/或配置的胎面组件570。
本文关于其它实施例描述的但未具体示出或描述的其它元件可以与本实施例的元件一起使用。与上述那些元件类似的这些元件不需要关于本实施例进一步描述。此外,一个或多个方法方面可以包括一种制造轮组件530的方法。
现在参照图50至图53,在另一个实施例中,内轮辋531’包括如上所述的安装环590’,所述安装环590’从内轮辋531’向内地延伸并且在其中包括内开口591’和外开口592’。换言之,轮组件530’包括通用安装件,所述通用安装件可以例如适用于在各种尺寸的卡车和装载机上的不同尺寸(例如,直径)的轮。
另外地,每个胎面组件570’都在其中包括减重开口578’。类似于以上关于图41至图44描述的胎面组件,胎面组件570’由外轮辋533’承载。每个胎面组件570’都为弧形金属板的形式并且包括向下折叠的侧部577’以用于通过紧固件571’联接至外轮辋533’的内侧和外侧。与通过外轮辋的外圆周联接的紧固件相反,向下折叠的侧部577’固定胎面组件570’。由于胎面组件570’的本实施例在其中包括减重开口578’,因此穿过外轮辋533’的外圆周的紧固件会是不期望的。而且,类似于以上关于图41至图44描述的胎面组件570’,每个胎面组件570’都具有限定牵引特征部的向外折叠的端部。
轮组件530’还包括例如通过紧固件507a’联接至外轮辋533’的内侧的刚性内侧盖环593’。刚性内侧盖环593’示例性地被分段,类似于内环540a’和外环540b’。在一些实施例中,刚性内侧盖环593’可以不被分段。刚性内侧盖环593’朝向内轮辋531’径向向内地延伸。更具体地,刚性内侧盖环593’与内轮辋531’限定径向和轴向延伸的内侧间隙。
例如呈内侧波纹管密封件的形式的挠性内侧密封件509a’例如通过相应的紧固件508a’联接在刚性内侧盖环593’和内轮辋531’之间以联接至内轮辋。更具体地,刚性内侧盖环593’具有相对薄的凸缘端部以被可滑动地接收在通道(例如,与凸缘端部相匹配的U形)内。内侧波纹管密封件509a’还包括另一个通道,用于联接(例如,通过可滑动地接收内轮辋531’的凸缘)至内轮辋。内侧波纹管密封件509a’也示例性地被分段,类似于刚性内侧盖轮辋593’以及内轮辋531’和外轮辋533’。
挠性内侧密封件509a’封闭径向和轴向延伸的内侧间隙并且允许内轮辋531’和外轮辋533’相对运动。示例性地,内侧波纹管密封件509a’具有W形横截面。例如,挠性内侧密封件509a’可以是不同种类的挠性密封件,并且可以具有不同形状的横截面。挠性内侧密封件509a’可以包括橡胶和/或弹性体材料。挠性内侧密封件509a’可以包括其它和/或附加材料。
轮组件530’还包括例如通过紧固件联接至外轮辋533’的外侧的刚性外侧盖环594’。刚性外侧盖环594’示意性地被分段,类似于内环540a’和外环540b’。在一些实施例中,刚性外侧盖环594’可以不被分段。刚性外侧盖环594’朝向内轮辋531’径向向内地延伸。更具体地,刚性外侧盖环594’与内轮辋531’限定径向和轴向延伸的外侧间隙。
例如呈外侧波纹管密封件的形式的挠性外侧密封件509b’例如通过如以上关于挠性外侧密封件描述的相应的凸缘联接在刚性外侧盖环594’与内轮辋531’之间。类似于内侧挠性密封件509a’,外侧挠性内侧密封件509b’封闭径向和轴向延伸的外侧间隙并且允许内轮辋531’与外轮辋533’相对运动。外侧波纹管密封件509b’类似地具有W形横截面。例如,挠性外侧密封件509b’可以是不同种类的挠性密封件,并且可以具有不同形状的横截面。外侧波纹管密封件509b’也示例性地被分段,类似于刚性内侧盖环593’以及内轮辋531’和外轮辋533’。
图示的但未具体描述的元件,例如,气体弹簧550’和横向止动件544’、545’,类似于以上参照图41至图49描述的那些元件。因此,不需要进一步描述这些元件。此外,一个或多个方法方面可以包括一种制造轮组件530’的方法。
现在参照图52至图55,在分段的轮组件630的另一个实施例中,横向止动件安装件644、645每个都包括气体弹簧647,并且不包括弹性体本体,如以下将进一步详细描述的。内侧横向止动件644通过气体弹簧647被承载在外轮辋633的内侧与内轮辋631的内侧(并且更具体地,内环640b的内侧)之间。
每个气体弹簧647都通过铰链销648联接至内侧铰链托架646b以允许在向内或向外相对运动时绕所述内侧铰链托架646b枢转。气体弹簧647与本文所述的任何横向止动件类似地限制横向运动。气体弹簧647每个都包括气缸667和相关联的活塞668。例如,气体弹簧647可以是短行程气缸。气体弹簧647通过内侧铰链托架646a、646b的运动来操作。气体弹簧647每个都包括从气缸667向外(例如,径向)延伸的凸缘662,所述凸缘662通过紧固件679联接至内环640b,并且更具体地,联接至内环本体663b。
铰链托架646a被联接至由外轮辋633的内表面承载的横向止动件安装件649。类似于以上关于图41至图49描述的实施例,每个横向止动件安装件649都包括砧座本体661。与其它实施例相比,砧座本体没有被嵌入或承载在弹性体本体中。
砧座本体661示例性地具有砧座形状,所述砧座形状邻近外轮辋633具有扩大的基部或燕尾部。砧座本体661具有上开口以接收穿过其的铰链销648,所述铰链销648联接铰链托架646a。砧座本体661具有与铰链销开口竖直对准的另外的开口666。另外的开口666会尤其有利地作为减重开口。可以有任何数量的另外的开口666。
轮组件630还包括外侧横向止动件645,所述外侧横向止动件645被承载在外轮辋633的外侧与内轮辋631的外侧(并且更具体地,内环640b的外侧)之间。外侧横向止动件645与在外环640a的相对侧上的内侧横向止动件644横向地对准。外侧横向止动件645示例性地为铰链保持器或剪式铰链的形式。更具体地,外侧横向止动件645在结构上类似于内侧横向止动件644,并且因此不需要在此进一步描述。
本文关于其它实施例描述的但未具体示出或描述的其它元件可以与本实施例的元件一起使用。以下这些元件类似于上述的那些元件:例如,气体弹簧650,其包括相应的气缸651和相关联的活塞652以及附接托架653;凸缘625,其从内轮辋631向内地延伸并且在其中具有紧固件接收通路624以用于联接至车辆的轮毂;端部凸缘615a、615b、618a、618b和紧固件616;内环本体663a和外环本体663b;内环边缘帽664a和外环边缘帽664b;以及开口643a、643b,并且不需要关于本实施例进一步描述。此外,一个或多个方法方面可以包括一种制造轮组件630的方法。
现在参照图56至图57,在另一个实施例中,轮组件730可以包括内侧侧壁盖组件701a和外侧侧壁盖组件701b。内侧侧壁盖组件701a和外侧侧壁盖组件701b每个都包括联接至内轮辋731的内侧壁盖793。每个内侧壁盖793都朝向外轮辋733径向向外地延伸。示例性地,每个内侧壁盖793都包括内侧壁面板796a。
内侧侧壁盖组件701a和外侧侧壁盖组件701b每个还包括外侧壁盖794,所述外侧壁盖794例如使用紧固件797联接至外轮辋733。橡胶垫圈或密封件可以位于外侧壁盖794与外轮辋733的相邻部分之间。每个外侧壁盖794都朝向内轮辋731径向向内地延伸。每个外侧壁盖794也与内侧壁盖793呈滑动重叠关系,从而允许内侧壁盖与外侧壁盖之间相对运动。示例性地,外侧壁盖794与用于外侧侧壁盖组件701b的内侧壁盖793重叠(即,轴向向外地重叠),并且内侧壁盖与用于内侧侧壁盖组件的外侧壁盖重叠(即,轴向向外地重叠)。
示例性地,每个外侧壁盖794都包括外侧壁面板796b和外擦拭器装置798,所述外擦拭器装置798从外侧壁面板朝向内侧壁盖793延伸并且与内侧壁盖793滑动接触。如本领域的技术人员将理解,外侧壁面板796b可以包括例如钢和/铝,这可以取决于应用或环境。
外擦拭器装置798是与外侧壁面板796b的径向向内边缘相邻并且轴向向内地延伸。外擦拭器装置798可以包括间隔开的外侧壁唇缘799b,所述间隔开的外侧壁唇缘799b是与外侧壁面板796b的径向向内边缘相邻并且轴向向内地延伸以在其间限定通道。
例如,包括弹性材料的擦拭器刮刀702可以被承载在通道中。擦拭器刮刀702可以包括橡胶,例如,可以是泡沫背衬的泡沫橡胶。当然,可以使用其它和/或附加材料,例如,聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯,诸如超高分子量聚乙烯。虽然在外侧壁盖794与内侧壁盖793之间发生相对运动,但是外擦拭器装置798与内侧壁面板796a之间的界面可以是防水的和/或防尘的。
现在参照图58,在另一个实施例中,对于内侧侧壁盖组件701a’和外侧侧壁盖组件701a’、701b’两者而言,外侧壁盖794’与内侧壁盖793'重叠(即,轴向向外地重叠)。因此,外擦拭器装置798’包括外侧壁唇缘799b’,所述外侧壁唇缘799b’与外侧壁面板796b’的径向向内边缘相邻并且轴向向外地延伸以在其间限定通道。图示的但未具体描述的元件与上述那些元件类似。
简要地参照图59,在另一个实施例中,每个内侧壁盖793”都可以包括内侧壁面板796a”和内擦拭器装置798”,所述内擦拭器装置798”从内侧壁面板朝向外侧壁盖794”延伸并且与外侧壁盖794”滑动接触。如本领域的技术人员将理解,类似于内侧壁面板796a”,外侧壁面板796b”可以包括例如钢和/或铝,这可以取决于应用或环境。
内擦拭器装置798”是与内侧壁面板796a”的径向向外边缘相邻并且轴向向外地延伸。内擦拭器装置798”可以包括间隔开的内侧壁唇缘799a”,所述间隔开的内侧壁唇缘799a”是与内侧壁面板796a”的径向向外边缘相邻并且轴向向外地延伸以在其间限定通道。
例如,包括弹性材料的擦拭器刮刀702”可以被承载在通道中。擦拭器刮刀702”可以包括橡胶,例如,可以是泡沫背衬的泡沫橡胶。当然,可以使用其它和/或附加材料,例如,聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯,诸如超高分子量聚乙烯。图示的但未具体描述的元件与上述那些元件类似。
现在参照图60,在另一个实施例中,内侧壁盖793”’和外侧壁盖794”’两者可以包括如上所述的相应的内擦拭器装置798a”’和外擦拭器装置798b”’。图示的但未具体描述的元件与上述那些元件类似。
虽然已经描述了包括唇缘799a”’、799b”’的示例性外擦拭器装置798b”’,但是本领域的技术人员将理解,在一些实施例中,可以不包括唇缘。例如,外侧壁面板796b”’可以具有形成在其中的凹槽或通道,并且可以在凹槽或通道内承载可以包括弹性材料擦拭器刮刀702”’的擦拭器装置798b”’。此外,虽然本文已经关于内侧侧壁盖组件701a和外侧侧壁盖组件701b描述了实施例,但是本领域的技术人员将理解,内侧侧壁盖组件和外侧侧壁盖组件每个都可以具有相对于内侧壁盖793”’和外侧壁盖794”’和擦拭器装置798a”’、798b”’不同的装置。
与上述实施例类似,轮组件730包括联接至外轮辋733的外环740,所述外环740从外轮辋径向向内地延伸。例如,如上所述,外环740可以与内轮辋731的相邻部分限定可闭合间隙,以限定机械止动件来限制内轮辋与外轮辋的相对运动。气体弹簧750从内轮辋731向外地发散到外轮辋733并且被成对地布置在外环740的相对侧上,因此气体弹簧750可以具有允许外环限定机械止动件的操作行程。气体弹簧750通过相应的附接托架753联接至内轮辋731和外轮辋733。
轮组件730还包括外侧横向止动件745,所述外侧横向止动件745示例性地为剪式铰链或铰链保持器的形式,所述外侧横向止动件745被承载在外轮辋733的外侧与内轮辋731的外侧(并且更具体地,外环740的外侧)之间。外侧横向止动件745在结构上类似于上述那些并且不需要在此进一步描述。此外,轮组件730还可以包括内侧横向止动件,所述内侧横向止动件也类似于本文所述的外侧横向止动件和内侧横向止动件的实施例。
所示的其它元件,例如,在向内延伸的凸缘环725内的紧固件接收通路724、胎面组件770和夹紧装置773,与关于上述实施例描述的相对应的元件类似。因此,与本实施例有关的这些元件不需要进一步讨论。
本领域的技术人员将理解,在一些实施例中,轮组件730可以另外地或可替代地包括联接至内轮辋731的内环,所述内环从内轮辋径向向外地延伸以与外环740的相邻部分限定可闭合间隙,以限定机械止动件来限制内轮辋与外轮辋的相对运动。在这种情况下,气体弹簧750可以从而具有允许外环740和内环限定机械止动件的操作行程。
方法的一方面涉及一种组装待联接至车辆的轮毂的轮组件730的方法。该方法包括将多个气体弹簧750联接在待联接至轮毂的内轮辋731与外轮辋733之间以提供允许内轮辋与外轮辋之间相对运动的气体悬挂。该方法还包括将侧壁盖组件701a的内侧壁盖793联接至内轮辋731并且使内侧壁盖793朝向外轮辋733径向向外地延伸,以及将侧壁盖组件701b的外侧壁盖794联接至外轮辋并且使外侧壁盖794朝向内轮辋径向向内地延伸并且外侧壁盖794与内侧壁盖呈滑动重叠关系,从而允许内侧壁盖与外侧壁盖之间相对运动。
现在参照图61-63,在另一实施例中,本文所述的一个或多个轮组件830对于与非公路用车辆820一起使用可能特别有利。特别地,非公路用车辆示例性地为非公路用运输车辆820的形式,并且包括非公路用车辆框架811和由非公路用车辆框架承载以运输物料的车箱812。更具体地,车箱812枢转地联接到非公路用车辆框架811以允许倾倒物料。换言之,非公路用运输车辆820是一种类型的自卸卡车的形式,并且对于地上采矿作业可能特别有利。
非公路用运输车辆820还包括由非公路用车辆框架811承载的驾驶室813。驾驶室813通常包括用于车辆操作员的座椅和用于驾驶或操作非公路用运输车辆820的操作员控制器,例如用于相对于非公路用车辆框架811选择性地枢转车箱。
非公路用运输车辆820还包括由非公路用车辆框架811承载的马达814。马达可以是例如柴油机814的形式,并且相关联的变速器815和驱动轴819驱动轮组件830(图62)。在一些实施例中,马达814可以是电动马达的形式并且可以直接驱动轮组件830。当然,马达814可以是另一种类型的马达,例如汽油或其他内燃机或混合动力燃烧/电动机。
车箱812可具有至少或大于100吨的容量。车箱812也可以具有大于300吨的容量,或者在一些实施例中,大于400吨。因此,非公路用运输车辆820可以是采矿车辆或运输卡车。本领域技术人员将理解,运输卡车是一种非公路用刚性自卸卡车,其可以被认为是专门设计用于高产量采矿和重型建筑环境的。例如,运输卡车可用于运输矿石以进行采矿作业。
轮组件830可旋转地联接到非公路用车辆框架811而没有中间车辆悬架。更具体地,非公路用运输车辆820不包括通常与车轮相关联的车辆悬架,例如弹簧(例如,板簧、螺旋弹簧、扭杆、空气弹簧等)、减震器和将车架连接到车轮并允许车架和车轮之间的相对运动的连杆机构。通过在没有中间车辆悬架的情况下可旋转地联接到非公路用车辆框架811,非公路用运输车辆820可以被认为是无悬架的。
轮组件830由马达814例如通过变速器815而驱动。每个轮组件830包括,如上文详细描述的,例如经由轮毂821而连接到非公路用车辆框架的内轮辋831,所述轮毂连接到后轴816(和/或前轴817)的一端。后轴816继而通过差速器818联接到驱动轴819,差速器818又联接到变速器815(图62)。在所示实施例中,仅后轮组件被驱动,但在其他实施例中,前轮组件可由马达驱动。
每个轮组件830还包括围绕内轮辋831(图63)的外轮辋833。气体弹簧850连接在内轮辋831和外轮辋833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架。气体弹簧850各自从内轮辋831向外发散到外轮辋833。例如,每个气体弹簧850可以是双作用气体弹簧,并且包括双作用气缸851和相关联的活塞852。
每个轮组件830还包括联接到外轮辋的外环840a。外环840a从外轮辋833径向向内延伸。内环840b联接到内轮辋831并与外环840a的相邻部分限定可关闭的间隙841,以限定机械止动件,以限制内轮辋831与外轮辋833之间的相对运动。说明性地,每个气体弹簧850具有允许外环840a和内环840b限定机械止动件的操作行程。气体弹簧850成对布置在外环的相对侧上。当然,在一些实施例中,轮组件830可以不包括内环和/或外环,或者轮组件中的一些或全部可以不包括内环和/或外环。此外,轮组件830可包括上述实施例中描述的任何元件或多个元件,例如侧壁894、胎面组件870、夹持构件876或夹持装置、向内延伸的法兰环825内的贯通紧固件接收通道824和横向止动件844、845。当然,图示但未具体描述的元件与上述那些相似。
如本领域技术人员将理解的,包括轮组件830的非公路用运输车辆820对于地上采矿作业可能是特别有利的。例如,通过不具有中间车辆悬架,非公路用运输车辆820可具有降低的维护和操作成本。轮组件830有利地为非公路用运输车辆820提供悬架。
现在参照图64,在另一个实施例中,非公路用车辆820’可以是地下或地面下采矿车辆的形式,例如,类似于可从伊利诺伊州迪尔菲尔德的卡特彼勒公司获得的AD30。虽然地下采矿车820’包括地上采矿车的许多元件,但如上所述,地下采矿车可具有减小的竖向间隙,用于在相对紧凑的矿井和隧道中航行。通常,地下采矿车辆减小的竖向间隙使得包括车辆悬架或如上所述的中间悬架相对困难。因此,与以上关于地上采矿车辆的实施例类似,轮组件830’可以提供车辆悬架。
现在参考图65,在另一个实施例中,非公路用车辆820”可以是轮式装载机的形式。类似于上述其他非公路用车辆,轮式装载机820”包括非公路用车辆框架811”,以及由非公路用车辆框架承载的马达814”和驾驶室813”。然而,与上述实施例不同,轮式装载机820”包括挖斗或铲斗812”,其可旋转或枢转地安装到非公路用车辆框架的前部以允许铲起和倾倒物料。典型的轮式装载机820”由于速度相对较慢,可能不包括底盘悬架或车辆悬架。因此,与上述关于地上采矿车辆的实施例类似,轮组件830”可以提供车辆悬架。
方法方面涉及制造非公路用车辆820的方法。该方法包括将马达814联接到非公路用车辆框架811。该方法还包括将轮组件830可旋转地联接到非公路用车辆框架811而没有中间车辆悬架,使得轮组件将由马达814驱动。每个轮组件830可以包括连接到轮毂821的内轮辋831、围绕内轮辋的外轮辋833,以及气体弹簧850,所述气体弹簧连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架。
现在参考图66-67,现在将描述可以与上述任何非公路用车辆一起使用的轮组件930的另一个实施例。待联接到车辆轮毂的每个轮组件930包括要联接到车辆的轮毂的内轮辋931。内轮辋931可以如以上实施例中所述联接到车辆的轮毂。
轮组件930还包括围绕内轮辋931的外轮辋933。与上述实施例类似,外轮辋933可以具有至少3.5英尺的直径,更具体地,至少4英尺。
内环940连接到内轮辋931并与外轮辋933的相邻内部限定可关闭的间隙941。与上述实施例中描述的盘类似的内环940还包括其中的减重开口943。每个减重开口943示例性地具有大致圆形或圆形形状。例如,减重开口943可以具有其他形状,例如长方形、六边形和/或轮廓以减少应力。本领域技术人员将理解,减轻重量可以提高车辆的燃料效率和/或可以增加轮组件930的寿命。
内环940还包括间隔开的加厚壁部分942。间隔开的加厚壁部分942可以在内环940的内侧和外侧表面上。每个加厚壁部分942可以提供增加的强度或支撑,作为例如如本文实施例中所述的联接或附接点。
气体弹簧950可操作地联接在内轮辋931和外轮辋933之间。例如,每个气体弹簧950可以是双作用气体弹簧,并且包括双作用气缸951和相关联的活塞952。当然,在一些实施例中,每个气体弹簧950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。例如,气体弹簧950可以是空气弹簧和/或氮气弹簧。气体弹簧950也可以包括其他气体。
说明性地,气体弹簧950成对布置在内环940的相对侧上。更具体地,气体弹簧950从内轮辋931向外发散到外轮辋933。用于每个气体弹簧950的相应附接支架953联接到内环940的相应加厚壁部分942,例如,邻近内轮辋931。类似于本文所述的实施例,每个附接支架953可以包括大体上U形或V形的底座支架,活塞952的一端接收在其中(例如,在U形或V形支架的臂之间)。紧固件将气体弹簧950的活塞952的端部固定到底座支架上,因此,每个气体弹簧与内环940的相应加厚壁部分942和内轮辋931相邻连接。类似的连接支架953连接到靠近内侧和外侧表面的外轮辋933。因此,气体弹簧950可枢转地连接在内轮辋931和外轮辋933之间。
液压阻尼器960说明性地可操作地联接在内轮辋931和外轮辋933之间。例如,液压阻尼器960可以是油阻尼器的形式。当然,所有或一些阻尼器可以在其中包括其他的、附加的或不同的流体。每个液压阻尼器960都包括双作用液压缸961和相关的活塞962。
现在另外参考图68和69,活塞头963联接到每个活塞962。更具体地,每个活塞962包括在活塞头963中的开口内延伸的螺纹端964。活塞头963通过螺纹紧固件965固定到活塞962的端部。簧片阀966、密封件(例如垫圈)967和活塞端盖968联接在活塞头963的相对端上。
相应的液压阻尼器960与一对气体弹簧950相邻连接,并在内环940的相对侧上交错或交替地连接(图66和67)。换言之,第一液压阻尼器960连接在内环940的第一侧上,位于内轮辋931和外轮辋933之间,邻近第一对气体弹簧950,另一个液压阻尼器连接在内环的第二侧上,在内轮辋和外轮辋之间,与第二对气体弹簧相邻,依此类推。因此,对于包括六(6)对气体弹簧950的轮组件930,将有六(6)个液压阻尼器960,在内环940的每侧上有三(3)个。
每个液压阻尼器960联接至外轮辋933而与一对气体弹簧950相邻,使得给定的液压阻尼器与一对气体弹簧950中的一个并排对准(例如,关于气体弹簧与内和外轮辋931、933之间相同的角度或联接位置)。类似于气体弹簧950,相应的安装支架将每个液压阻尼器960分别联接到内轮辋931和外轮辋933。
简要参考图70,在另一个实施例中,给定的液压阻尼器960’可以连接在其给定对的气体弹簧950’之间,使得给定的液压阻尼器不与任一气体弹簧对准(例如,在给定的气体弹簧对之间延伸)。图示但未具体描述的元件与关于图66-69所示实施例描述的那些元件相似。
如本领域技术人员将理解的,液压阻尼器960可以抑制或减少由横穿地面或由轮组件930在地面上的运动而引起的振动和移动。此外,作为双作用液压阻尼器960,每个液压阻尼器有利地在伸展和压缩上都进行阻尼。
轮组件930还包括内侧横向止动件944,其连接在外轮辋933的内侧和内轮辋931的内侧,更具体地,内环940的内侧之间。更具体地,内侧横向止动件944示例性地采用铰链保持器或剪式铰链的形式。每个内侧横向止动件944包括内侧铰链支架946a、946b。外侧止动安装支架949a联接到外轮辋933。内侧铰接支架946a、946b通过铰链销948联接。在一些实施例中,可以不使用外侧止动安装支架949a。铰链支架946b通过铰链销948连接到内环940,铰链销948连接到内侧横向止动安装支架。在一些实施例中,例如,如上所述,内侧横向止动安装支架可以将铰链支架946b联接到内环940。
轮组件930还包括外侧横向止动件945,其联接在外轮辋933的外侧和内轮辋931的外侧之间,并且更具体地,联接至内环940的外侧。更具体地,外侧横向止动件945示例性地采用类似于内侧横向止动件944的铰链保持器或剪式铰链的形式。也就是说,类似于内侧横向止动件944,每个外侧横向止动件945包括外侧铰链支架和连接到外轮辋933的外侧横向止动件安装支架。铰链支架通过铰链销连接。在一些实施例中,可以不使用外部横向止动安装支架。铰链支架通过铰链销联接到内环940。在一些实施例中,铰链支架可以通过内部横向止动安装支架联接到内环940。
本领域技术人员将理解,内侧和外侧侧向止动件944、945,类似于关于以上实施例描述的侧向止动件,限制外轮辋933(以及因此内环940)和内轮辋931的相对运动。
所示的其他元件,例如向内延伸的法兰环925(图66)内的紧固件接收通道924、胎面组件970和包括内侧夹紧构件974和紧固件979a的夹紧装置973,是类似于关于上述实施例描述的相应元件。因此,与本实施例相关的这些元件无需进一步讨论。
现在参照图71,在可与本文所述的任何非公路用车辆一起使用的轮组件930”的另一个实施例中,外环940”连接到外轮辋933”并与内轮辋931”的相邻内部部分限定可关闭的间隙941”。气体弹簧950”可操作地连接在内轮辋931”和外轮辋933”之间。
液压阻尼器960”也说明性地可操作地连接在内轮辋931”和外轮辋933”之间。与上述实施例类似,液压阻尼器960”例如可以是油阻尼器的形式。当然,所有或一些阻尼器可以在其中包括其他的、附加的或不同的流体。每个液压阻尼器960”都包括双作用液压缸961”和相关的活塞962”。
每个液压阻尼器960”连接到外轮辋933”上而与气体弹簧950”相邻,使得给定的液压阻尼器与所述一对气体弹簧950”中的一个并排对准(例如,关于气体弹簧与内轮辋931”和外轮辋933”之间大致相同的角度或联接位置)。类似于气体弹簧950”,相应的安装支架969a”、969b”分别将每个液压阻尼器960”连接到内轮辋931”和外轮辋933”。
轮组件930”还包括横向止动件944”,说明性地以铰链保持器或剪式铰链的形式联接在内轮辋931”和外轮辋933”之间。每个横向止动件944”包括如上所述的铰链支架946a”、946b”。
图示的其他元件,例如向内延伸的法兰环925”内的紧固件接收通道924”、胎面组件970”和包括内侧夹持构件974”的夹持装置973”和紧固件979a”类似于关于上述实施例描述的对应元件。因此,与本实施例相关的这些元件无需进一步讨论。
尽管本文已经描述了若干实施例,但是本领域的技术人员将理解,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它实施例的任何一个或多个要素结合使用。在替代实施例中,轮组件也可用于其他车辆,例如商用半挂卡车,并允许此类车辆受益于不需要悬架系统。
受益于在前文的描述和相关的附图中所呈现的教导,本领域的技术人员将想到本发明的许多变型和其它的实施例。因此,将应理解,本发明不限于所公开的特定实施例。

Claims (16)

1.一种非公路用车辆(820),包括:
非公路用车辆框架(811);
由所述非公路用车辆框架承载的马达(814);和
多个轮组件(830),其可旋转地联接到非公路用车辆框架而没有中间车辆悬架,并且所述多个轮组件中的至少一些由所述马达驱动,所述多个轮组件中的每个都包括:
联接至非公路用车辆框架的内轮辋(831),
围绕内轮辋的外轮辋(833),
多个气体弹簧(850),其连接在所述内轮辋和所述外轮辋之间,以为所述内轮辋和外轮辋之间的相对运动提供气体悬架;以及
外环(840a),所述外环联接至所述外轮辋并从其径向向内延伸而与所述内轮辋的相邻部分限定可关闭的间隙(841),以限定用以限制所述内轮辋和外轮辋的相对运动的机械止动件。
2.根据权利要求1所述的非公路用车辆,还包括由所述非公路用车辆框架承载的驾驶室(813)。
3.根据权利要求1所述的非公路用车辆,其中,所述马达包括柴油机和与其连接的变速器(815)。
4.根据权利要求1所述的非公路用车辆,还包括由所述非公路用车辆框架承载以运输物料的车箱(812)。
5.根据权利要求4所述的非公路用车辆,其中,所述车箱可枢转地联接至所述非公路用车辆框架以允许倾倒物料。
6.根据权利要求4所述的非公路用车辆,其中,所述车箱具有至少100吨的容量。
7.根据权利要求1所述的非公路用车辆,其中,每个轮组件包括内环(840b),所述内环联接至所述内轮辋,从所述内轮辋径向向外延伸,并且与所述外环的相邻部分限定可关闭的间隙,以限定用以限制所述内轮辋和外轮辋的相对运动的机械止动件。
8.根据权利要求7所述的非公路用车辆,其中,所述多个气体弹簧中的每个都具有允许所述外环和内环限定机械止动件的操作冲程。
9.根据权利要求1所述的非公路用车辆,还包括多个液压阻尼器(960),所述多个液压阻尼器可操作地连接在所述内轮辋和所述外轮辋之间。
10.根据权利要求1所述的非公路用车辆,其中,所述多个气体弹簧从所述内轮辋轴向向外发散到所述外轮辋。
11.一种制造非公路用车辆(820)的方法,包括:
将马达(814)联接至非公路用车辆框架(811);和
将多个轮组件(830)可旋转地联接至非公路用车辆框架而没有中间车辆悬架,其中所述多个轮组件中的至少一些由马达驱动,所述多个轮组件中的每个都包括:
联接至非公路用车辆框架的内轮辋(831),
围绕内轮辋的外轮辋(833),
多个气体弹簧(850),其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架,以及
外环(840a),所述外环联接至所述外轮辋并从其径向向内延伸而与所述内轮辋的相邻部分限定可关闭的间隙(841),以限定用以限制所述内轮辋和外轮辋的相对运动的机械止动件。
12.根据权利要求11所述的方法,还包括将驾驶室(813)联接至所述非公路用车辆框架。
13.根据权利要求11所述的方法,还包括将车箱(812)联接至非公路用车辆框架以运输物料。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,将车箱联接至非公路用车辆框架包括将所述车箱枢转地联接至所述非公路用车辆框架以允许倾倒物料。
15.根据权利要求13所述的方法,其中,所述车箱具有至少100吨的容量。
16.根据权利要求11所述的方法,其中,每个轮组件都包括内环(840b),所述内环联接至内轮辋,从内轮辋径向向外延伸,并且与外环的相邻部分限定可关闭的间隙,以限定用以限制内轮辋和外轮辋的相对运动的机械止动件。
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Denomination of invention: Off-highway vehicles including frame-connected gas spring wheel assemblies

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