CN213705054U - 一种车轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车轮，包括同轴布置的轮辋和轮辐，所述轮辐上沿其周向均布有若干沿该轮辐的径向延伸的辐条组件，所述辐条组件的径向外缘部与所述轮辋的内壁相抵，且相邻两所述辐条组件间形成辐间风孔；所述轮辋的轴向外边沿部弯制成型有与所述辐条组件的径向外缘部压紧贴合的压装壁，所述轮辋的内壁边沿部还弯制成型有分隔壁，各所述压装壁与各所述分隔壁沿所述轮辋的周向间隔设置，相邻的所述压装壁与所述分隔壁之间通过限位壁过渡连接，且所述限位壁与所述辐条组件的径向外缘部沿所述轮辐的周向相抵。该车轮的组装强度和结构可靠性较高，且其安装行驶过程较为安全稳定。

Description

一种车轮

技术领域

本实用新型涉及车轮配套组件生产制造工艺技术领域，特别涉及一种车轮。本实用新型还涉及一种用于生产该车轮的制造方法。

背景技术

现有的车轮产品中，较为常见的有辐板式车轮和辐条组件式车轮。其中，辐板式车轮是由轮辐与轮辋对位组装而成。

目前的常规技术中，一般是将轮辐和轮辋分别单独加工成型为独立部件，之后再将轮辐与轮辋对位组装，并通过焊接或粘接等方式将轮辐与轮辋连接到位。然而，虽然该种现有的常规生产组装方式能够满足基本的车轮运动和使用需求，但对于现阶段车辆行驶和使用工况来看，车轮长期承受交变负荷，而现有的粘接或焊接的连接形式的疲劳强度不高，工况耐受性较差，致使其在轮辐与轮辋的连接处极易产生结构疲劳甚至结构失效，给车轮整体结构的稳定可靠乃至车辆的行驶安全都造成了不利影响。

因此，如何提高车轮的组装强度和结构可靠性，使其性能更加安全稳定是本领域技术人员目前需要解决的重要技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种车轮，该车轮的组装强度和结构可靠性较高，且其安装行驶过程较为安全稳定。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种车轮，包括同轴布置的轮辋和轮辐，所述轮辐上沿其周向均布有若干沿该轮辐的径向延伸的辐条组件，所述辐条组件的径向外缘部与所述轮辋的内壁相抵，且相邻两所述辐条组件间形成辐间风孔；

所述轮辋的轴向外边沿部弯制成型有与所述辐条组件的径向外缘部压紧贴合的压装壁，所述轮辋的内壁边沿部还弯制成型有分隔壁，各所述压装壁与各所述分隔壁沿所述轮辋的周向间隔设置，相邻的所述压装壁与所述分隔壁之间通过限位壁过渡连接，且所述限位壁与所述辐条组件的径向外缘部沿所述轮辐的周向相抵。

优选地，所述轮辋沿其轴向自外端至中间依次设置有延展直壁、安装直壁、安装底壁以及凸峰，所述压装壁、所述分隔壁以及所述限位壁均位于所述延展直壁且为一体式成型结构。

优选地，辐条组件的中部具有辐内风孔，所述辐条组件包括沿所述辐内风孔的外缘部延伸布置的凸壁以及沿所述轮辐的周向位于所述凸壁与所述辐内风孔之间的凹壁。

优选地，所述辐条组件还包括沿所述辐内风孔的外缘部延伸布置的加强壁，所述凸壁与所述凹壁之间通过加强壁平滑过渡连接。

优选地，所述凸壁及所述凹壁的周向宽度沿所述轮辐的径向自内而外递减。

优选地，所述辐条组件的径向外缘部的周向两侧分别凸出设置有延展段。

优选地，所述延展段位于所述凸壁上，且所述延展段与所述凸壁的主体结构结合处平滑过渡。

优选地，所述辐条组件的径向外缘部具有若干沿所述轮辐的周向排布的限位缺口，各所述分隔壁沿所述轮辐的径向一一对应地与各所述辐间风孔和/或各所述限位缺口对位布置。

相对上述背景技术，本实用新型所提供的车轮，其压装壁与两侧相邻的限位壁围合形成嵌槽结构，通过将辐条组件的径向外缘部对位过盈嵌装于该嵌槽结构内，不仅能够通过辐条组件与轮辋内壁间的抵接形成对轮辐的轴向和径向限位，还能够通过各限位壁形成对辐条组件的周向抵接限位，由此实现对轮辐的周向限位，从而显著提高了轮辐与轮辋间的组装强度和结构可靠性，且整个组装结构依靠弯制成型的纯粹的机械结构限位固定，无需粘接和焊接等辅助固定方式，有效避免了因粘接或焊接等方式的自身弊端导致车轮长期使用后产生的结构疲劳和结构失效，有效提高了车轮的使用稳定性和行驶安全性，并使车轮的整体性能得以相应提升；此外，仅采用弯制成型技术即可实现轮辋与轮辐的可靠组装，大幅降低了车轮整体组装工艺难度和工艺成本，提高了生产效率。

在本实用新型所提供的用于生产上述车轮的制造方法中，通过依次进行的预加工、对位预装、合模组装以及成型脱模等操作步骤，利用合模时的压弯作业，使辐条组件与由压装壁与限位壁围合而成的嵌槽结构间过盈嵌装到位，由此实现对组装为车轮后的轮辐与轮辋间的可靠固定，依靠纯机械结构就实现了对轮辐的轴向、径向以及周向的可靠限位固定，大幅提升了轮辐与轮辋间的组装强度和结构可靠性，并使组装成型后的车轮安全性和稳定性等综合性能得以相应提高，且整个制造过程中无需实施焊接或粘接等辅助连接工艺，显著降低了车轮整体组装工艺难度和工艺成本，提高了生产效率。

附图说明

图1为本实用新型一种具体实施方式所提供的车轮的组装结构正视图；

图2为图1中轮辐部分的结构示意图；

图3为图1中Z-Z向的剖视图；

图4为图3中A部分的局部放大图；

图5为图3中B部分的局部放大图；

图6为图1中车轮组装过程中的模具适配图；

图7为图6中X-X向的剖视图；

图8为图7中M部分的局部放大图；

图9为图7中N部分的局部放大图；

图10为图7中Y-Y向的剖视图；

图11为图10中C部分的局部放大图；

图12为图1中车轮的组装结构立体视图；

图13为本实用新型另一种具体实施方式所提供的车轮的组装结构正视图；

图14为本实用新型一种具体实施方式所提供的车轮制造方法的流程图。

其中，10-轮辋、101-延展直壁、102-安装直壁、103-安装底壁、104-凸峰、11-压装壁、12-分隔壁、13-限位壁、20-轮辐、21-辐条组件、211-凸壁、212-凹壁、213-加强壁、214-延展段、22-辐间风孔、23-辐内风孔、24-限位缺口、31-凸模、32-凹模。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种车轮，该车轮的组装强度和结构可靠性较高，且其安装行驶过程较为安全稳定。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1至图12。

在具体实施方式中，本实用新型所提供的车轮，包括同轴布置的轮辋10和轮辐20，轮辐20上沿其周向均布有若干沿该轮辐20的径向延伸的辐条组件21，辐条组件21的径向外缘部与轮辋10的内壁相抵，且相邻两辐条组件21间形成辐间风孔22；轮辋10的轴向外边沿部弯制成型有与辐条组件21的径向外缘部压紧贴合的压装壁11，轮辋10的内壁边沿部还弯制成型有分隔壁12，各压装壁11与各分隔壁12沿轮辋10的周向间隔设置，相邻的压装壁11与分隔壁12之间通过限位壁13过渡连接，且限位壁13与辐条组件21的径向外缘部沿轮辐20的周向相抵。

组装使用过程中，压装壁11与其两侧相邻的限位壁13围合形成嵌槽结构，通过将辐条组件21的径向外缘部对位过盈嵌装于该嵌槽结构内，不仅能够通过辐条组件21与轮辋10内壁间的抵接形成对轮辐20的轴向和径向限位，还能够通过各限位壁13形成对辐条组件21的周向抵接限位，由此实现对轮辐20的周向限位，从而显著提高了轮辐20与轮辋10间的组装强度和结构可靠性，且整个组装结构依靠弯制成型的纯粹的机械结构限位固定，无需粘接和焊接等辅助固定方式，有效避免了因粘接或焊接等方式的自身弊端导致车轮长期使用后产生的结构疲劳和结构失效，有效提高了车轮的使用稳定性和行驶安全性，并使车轮的整体性能得以相应提升；此外，仅采用弯制成型技术即可实现轮辋10与轮辐20的可靠组装，大幅降低了车轮整体组装工艺难度和工艺成本，提高了生产效率。

需要特别说明的是，上文所述的轮辋10的内壁，是指轮辋朝向其轴心所在方向的内环壁，也即如图3所示轮辋10上与轮辐20相接触的部分，本文其余部分内容所涉及的有关轮辋10的内壁的表述均可参照此处理解，其余部分不再赘述。

进一步地，轮辋10沿其轴向自外端至中间依次设置有延展直壁101、安装直壁102、安装底壁103以及凸峰104，压装壁11、分隔壁12以及限位壁13均位于延展直壁101且为一体式成型结构。各安装直壁102、安装底壁103以及凸峰104协同配合，能够在保证轮辋10自身结构强度的基础上，为组装完成后的辐条组件21提供可靠的结构支撑，尤其是弯制成型后的压装壁11、分隔壁12以及限位壁13协同配合，从而构成完整的结构包覆和限位结构，保证组装完成后的轮辋10与轮辐20间的结构适配性和组件一致性；此外，压装壁11、分隔壁12以及限位壁13间形成的一体式成型结构能够进一步保证组装成型后的车轮结构强度。

具体地，辐条组件21的中部具有辐内风孔23，辐条组件21包括沿辐内风孔23的外缘部延伸布置的凸壁211以及沿轮辐20的周向位于凸壁211与辐内风孔23之间的凹壁212。各辐内风孔23与辐间风孔22协同配合，能够有效降低车轮转动过程中的风阻，由此使车辆行驶过程中的操控性更好，油耗更低；同时，辐内风孔23的存在能够适当降低辐条组件21的自重，并使轮辐20的整体自重相应降低，且凸壁211沿辐内风孔23的外缘部延伸，能够相应提高辐内风孔23各边沿部的结构强度，保证车轮的整体结构稳定性。

更具体地，辐条组件21还包括沿辐内风孔23的外缘部延伸布置的加强壁213，凸壁211与凹壁212之间通过加强壁213平滑过渡连接。凸壁211与凹壁212协同配合形成连续曲面结构，能够有效优化辐条组件21处的应力分布，使轮辐20的整体承重能力和工况耐受性得以显著提升，在此基础上，通过加强壁213的平滑过渡连接，进一步优化了凸壁211与凹壁212间相接处的结构性能，避免因直接采用简单的弯折过渡结构而导致凸壁211与凹壁212间适配处结构韧性下降，进而致使辐条组件21在高强度工况下易弯折断裂等风险，从而使轮辐20乃至组装完成后的车轮整体结构更加坚韧可靠。

此外，凸壁211及凹壁212的周向宽度沿轮辐20的径向自内而外递减。该种周向宽度渐变结构，能够进一步优化凸壁211和凹壁212整体应力分布，使得轮辐20靠近轴心一端处的部件结构更加坚实可靠，应力耐受性更高，并使车轮的整体性能得以相应提高。

另一方面，辐条组件21的径向外缘部的周向两侧分别凸出设置有延展段214。对于一般的车轮结构设计而言，在不影响外观的前提下适度增加辐条组件21沿轮辐20的周向延展的长度可相应增大与对应的辐条组件21相匹配的径向、轴向限位结构的有效长度，这对于增强车轮的轴向抗载能力极为有益。如图所示，L即为辐条组件21沿轮辐20的周向延展的长度，S即为辐间风孔22沿轮辐20外周边沿对应圆周上的圆弧长度，结合图示L及S标示来理解，L的有效长度增大能够相应增大与对应的辐条组件21相匹配的径向、轴向限位结构的有效长度，这对于增强车轮的轴向抗载能力极为有益，但L与S的比例过大会增加轮辐20的辐条组件21布置难度，使车轮的整体结构失调，这将对于车轮的实际性能及其外观产生不利的影响，故此而言，在车轮结构设计时控制轮辐20圆周上L弧长与S弧长的比例至关重要。具体到本方案中，辐条组件21的周向两侧在轮辐20的边沿部沿周向朝着相邻的两个辐间风孔22处延伸了一定的长度，即为如图所示的延展段214，由此即可在保证车轮轴向抗载能力和行驶性能的同时兼顾了车轮外观的规整和美观，避免了车轮外观结构失调，从而有效缓解了车轮强度与外观设计间的矛盾。

另外，延展段214位于凸壁211上，且延展段214与凸壁211的主体结构结合处平滑过渡。将延展段214集成于凸壁211上，能够适当降低轮辐20的整体加工成型难度，提高其加工效率和成型效果；在此基础上，延展段214与凸壁211主体结构间平滑过渡，能够进一步优化二者间的应力分布，并使成型后的车轮整体外观结构更加规整美观。

需要特别说明的是，具体到实际加工过程中，本方案中轮辐20及轮辋10等主体结构件未提及的预成型或相应的主体加工工艺过程均可参考现有成型工艺，如常规的轮辋10加工中所需的钢板滚圆成型工艺等，在此不做赘述，考虑到不同厂家及不同工况下的工艺区别，本领域技术人员可以依据实际情况酌情调整前置成型工艺的具体方式，原则上，只要是能够满足本方案中所述车轮的最终成型效果及其结构性能均可。

当然，考虑到本方案中轮辋10边沿部需要布置延展直壁101，因而本案中涉及的轮辋10在预加工过程中可以采用适度加宽的板材，以此适度增加预加工成型后的轮辋10的轴向长度尺寸，以保证延展直壁101的有效尺寸，进而保证轮辋10与轮辐20组装时具有充足的弯制成型空间和材料加工余量。

此外应当了解到的是，实际应用中轮辋10及轮辐20等部件的原材料可以为具有较高强度的钢板，以兼顾材料强度和加工过程中的材料延展性，由此能够适当提高车轮成品的加工过程中涉及冲压成型等加工工艺后的良品率，避免材料浪费，降低生产成本，提高生产效率；此外，考虑到现阶段本领域内的产品发展趋势，本方案中提及的车轮各结构件的原材料通常可以选用高强度的铝合金板材及其他合金板材，原则上，只要是能够满足所述车轮的实际加工成型需求和结构强度需要均可。

请参考图13，图13为本实用新型另一种具体实施方式所提供的车轮的组装结构正视图。

具体到实际应用中，辐条组件21的径向外缘部具有若干沿轮辐20的周向排布的限位缺口24，各分隔壁12沿轮辐20的径向一一对应地与各辐间风孔22和/或各限位缺口24对位布置。为进一步满足实际工况下轮辐20与轮辋10间的周向限位效果和装配强度，可以在辐条组件21的径向外缘部布置限位缺口24，以此实现在辐条组件21的主体结构部增设能够与分隔壁对位适配的结构，由此使辐条组件21的径向外缘部形成若干分布于各限位缺口24以及辐间风孔22间的结构段，这些结构段能够分别与压装壁11形成一一对应的对位嵌装结构，限位壁能够与各结构段处辐条组件21的径向外缘部形成沿轮辐20的周向相抵结构，从而进一步增加辐条组件21的周向限位结构，进而使轮辐20的周向限位效果更好，并使轮辐20与轮辋10间的装配强度得以进一步提高。

此外，对于图13中所示车轮结构中涉及的其他部件的结构和装配位置，可以直接参考如图1至12中所示以及前文相关内容所述，在此不做赘述。

应当指出，具体到实际应用中，单个辐条组件21上的限位缺口24的数量可以为1个，也可以为沿轮辐20的周向依次排布的多个，工作人员可以依据具体工况灵活选择，原则上，只要是能够满足所述车轮的实际装配使用需要均可。

请参考图14，图14为本实用新型一种具体实施方式所提供的车轮制造方法的流程图。

在具体实施方式中，本实用新型一种具体实施方式中所提供的车轮制造方法，用于生产如上文所述的车轮，包括：

步骤101，预加工：

将轮辋10和轮辐20分别独立加工为预组装部件。这一独立加工成型过程均可直接参考现有常规工艺，如常规的轮辋10加工中所需的钢板滚圆成型工艺等，大体上是用一块长方形钢板经过卷圆、对焊、扩口、三滚成型、精整等主要工序而得到。具体到本方案中稍有不同的是，由于在轮辋10安装轮辐20的一侧边缘处设置了延展直壁101，这对于现行的，传统的三滚成型生产线而言只需做很小的改动，即增加长方形钢板的下料宽度，如此经过前面同样的工序，最后由精整模制出一侧具有直边的轮辋10即可，此时轮辋10一侧的延展直壁101是宽度一致的、不分段的、连续一周的。此外，考虑到不同厂家及不同工况下的工艺区别，本领域技术人员可以依据实际情况酌情调整前置成型工艺的具体方式，原则上，只要是能够满足本方案中所述车轮的最终成型效果及其结构性能均可。

步骤102，对位预装：

将预加工后形成预组装部件的轮辋10与轮辐20分别放入模具内并预装到位，使各辐条组件21的径向外缘部能够与所述轮辋10上靠近轴向边沿处的内壁相抵。

步骤103，合模组装：

将模具合模，利用凸模31与凹模32对位配合，将轮辋10的轴向外边沿部压弯形成若干压装壁11、分隔壁12和限位壁13，并使压装壁11及限位壁13协同配合，以便与辐条组件21的径向外缘部对位过盈嵌装，使轮辋10与轮辐20可靠组装形成车轮。

具体到实际操作时，上述对于压装壁11实施压弯时，应先将对应的轮辋10轴向外边沿部适度预弯至一定角度，之后再通过合模过程将压装壁11弯制成型；相应地，上述分隔壁12压弯过程中，应先将对应的轮辋10周向外边沿部适度预弯至与压装壁11一致的角度，之后再通过合模过程将分隔壁12弯制成型；分隔壁12弯制成型过程中，由于分隔壁12与压装壁11间的结构错位，使得限位壁13相应自然弯制成型。上述预弯后再弯制成型的工艺方式能够有效避免加工成型过程中相应部位发生损伤、断裂或结构失效，并有效保证最终的弯制成型效果和相应部位的应力耐受性。

步骤104，成型脱模：

将模具开模，将已通过合模组装而成型的车轮脱模并由模具内取出。

综上可知，本实用新型中提供的车轮，其通过将辐条组件的径向外缘部对位过盈嵌装于压装壁内，不仅能够通过辐条组件与轮辋内壁间的抵接形成对轮辐的轴向和径向限位，还能够通过各压装壁的侧壁，形成对辐条组件的周向抵接限位，由此实现对轮辐的周向限位，从而显著提高了轮辐与轮辋间的组装强度和结构可靠性，且整个组装结构依靠弯制成型的纯粹的机械结构限位固定，无需粘接和焊接等辅助固定方式，有效避免了因粘接或焊接等方式的自身弊端导致车轮长期使用后产生的结构疲劳和结构失效，有效提高了车轮的使用稳定性和行驶安全性，并使车轮的整体性能得以相应提升；此外，仅采用弯制成型技术即可实现轮辋与轮辐的可靠组装，大幅降低了车轮整体组装工艺难度和工艺成本，提高了生产效率。

以上对本实用新型所提供的车轮进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种车轮，其特征在于，包括同轴布置的轮辋(10)和轮辐(20)，所述轮辐(20)上沿其周向均布有若干沿该轮辐(20)的径向延伸的辐条组件(21)，所述辐条组件(21)的径向外缘部与所述轮辋(10)的内壁相抵，且相邻两所述辐条组件(21)间形成辐间风孔(22)；

所述轮辋(10)的轴向外边沿部弯制成型有与所述辐条组件(21)的径向外缘部压紧贴合的压装壁(11)，所述轮辋(10)的内壁边沿部还弯制成型有分隔壁(12)，各所述压装壁(11)与各所述分隔壁(12)沿所述轮辋(10)的周向间隔设置，相邻的所述压装壁(11)与所述分隔壁(12)之间通过限位壁(13)过渡连接，且所述限位壁(13)与所述辐条组件(21)的径向外缘部沿所述轮辐(20)的周向相抵。

2.如权利要求1所述的车轮，其特征在于，所述轮辋(10)沿其轴向自外端至中间依次设置有延展直壁(101)、安装直壁(102)、安装底壁(103)以及凸峰(104)，所述压装壁(11)、所述分隔壁(12)以及所述限位壁(13)均位于所述延展直壁(101)且为一体式成型结构。

3.如权利要求1所述的车轮，其特征在于，所述辐条组件(21)的中部具有辐内风孔(23)，所述辐条组件(21)包括沿所述辐内风孔(23)的外缘部延伸布置的凸壁(211)以及沿所述轮辐(20)的周向位于所述凸壁与所述辐内风孔(23)之间的凹壁(212)。

4.如权利要求3所述的车轮，其特征在于，所述辐条组件(21)还包括沿所述辐内风孔(23)的外缘部延伸布置的加强壁(213)，所述凸壁(211)与所述凹壁(212)之间通过加强壁(213)平滑过渡连接。

5.如权利要求3所述的车轮，其特征在于，所述凸壁(211)及所述凹壁(212)的周向宽度沿所述轮辐(20)的径向自内而外递减。

6.如权利要求3所述的车轮，其特征在于，所述辐条组件(21)的径向外缘部的周向两侧分别凸出设置有延展段(214)。

7.如权利要求6所述的车轮，其特征在于，所述延展段(214)位于所述凸壁(211)上，且所述延展段(214)与所述凸壁(211)的主体结构结合处平滑过渡。

8.如权利要求1所述的车轮，其特征在于，所述辐条组件(21)的径向外缘部具有若干沿所述轮辐(20)的周向排布的限位缺口(24)，各所述分隔壁(12)沿所述轮辐(20)的径向一一对应地与各所述辐间风孔(22)和/或各所述限位缺口(24)对位布置。

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