專利名稱：具有改良的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的輪轂及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致涉及在諸如卡車、公共汽車和掛車的車輛中使用的車輪組件，并且更具體地，涉及車輛輪轂上的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)包括用于車輛的輪轂，車輛包括中型和重型卡車、掛車和公共汽車。在一個(gè)實(shí)施例中，輪轂包括螺栓導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。螺栓穿過輪轂的法蘭，并可用于使得安裝在輪轂上的制動(dòng)鼓和車輪居中。在一些現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，螺栓僅用于使車輪和鼓中的一個(gè)居中，通常是車輪。
美國(guó)專利第5,739,684 C1已授予Burns，并轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人。Burns示出了具有鼓和輪導(dǎo)向裝置的輪轂。輪轂通常由鑄造或鍛造而成，然后將其機(jī)械加工形成與制動(dòng)鼓上的相應(yīng)導(dǎo)向部接合的多個(gè)鼓導(dǎo)向部，并形成多個(gè)與車輪或多個(gè)車輪上的導(dǎo)向部接合的輪導(dǎo)向部。用于安裝制動(dòng)鼓和輪的螺栓不用于將該鼓和輪居中，而是使用輪轂導(dǎo)向部來(lái)使與輪轂相關(guān)的鼓和輪居中。通常對(duì)輪轂進(jìn)行機(jī)械加工，其中鼓導(dǎo)向部具有比輪導(dǎo)向部的直徑更大的直徑。成對(duì)的輪導(dǎo)向部或鼓導(dǎo)向部彼此縱向?qū)R，并形成具有兩個(gè)直角的連續(xù)機(jī)械加工表面，其中第一直角分離輪導(dǎo)向部和鼓導(dǎo)向部。第二直角將鼓導(dǎo)向部從輪轂法蘭分離。在任何情況下，每個(gè)導(dǎo)向部與至少一個(gè)直角關(guān)聯(lián)。
如上文中所述，通過機(jī)械加工處理而形成導(dǎo)向結(jié)構(gòu)上的直角。現(xiàn)有技術(shù)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)將機(jī)械加工的半徑結(jié)合到部件中。機(jī)械加工半徑引起導(dǎo)向部區(qū)域中應(yīng)力集中。應(yīng)力集中縮短了輪轂的疲勞壽命?？赏ㄟ^強(qiáng)化輪轂，諸如加厚輪轂的圓柱壁的厚度，來(lái)補(bǔ)償應(yīng)力集中。
輪轂技術(shù)的工業(yè)趨勢(shì)和最近進(jìn)展已經(jīng)導(dǎo)向更輕的輪轂結(jié)構(gòu)。遺憾的是，輕量輪轂結(jié)構(gòu)對(duì)與導(dǎo)向部結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)地應(yīng)力集中有不利的影響。
希望提供不與縮短的疲勞壽命關(guān)聯(lián)的輪轂導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。同樣希望提供不在導(dǎo)向結(jié)構(gòu)區(qū)域產(chǎn)生應(yīng)力集中的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。還希望提供不與縮短的疲勞壽命關(guān)聯(lián)并且輕量的輪轂結(jié)構(gòu)。還希望提供鑄件，其中導(dǎo)向部用于法蘭與圓柱體連接的結(jié)合處且不產(chǎn)生應(yīng)力集中的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供在法蘭與圓柱體連接的結(jié)合處使用導(dǎo)向部并且不產(chǎn)生應(yīng)力集中的鑄件。
本發(fā)明的目的是提供具有延長(zhǎng)的疲勞壽命的輪轂。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供消除應(yīng)力集中并且輕量的輪轂。
本發(fā)明的還有另外的目的是提供具有鼓和車輪導(dǎo)向部的輪轂且不會(huì)縮短輪轂的疲勞壽命。
本發(fā)明包括輪轂的設(shè)計(jì)，使得車輪和鼓導(dǎo)向不具有機(jī)械加工的半徑，其中該導(dǎo)向部與輪轂體、輪轂法蘭或其兩者連接。
所以本發(fā)明在一個(gè)實(shí)施例中提供了車輪輪轂，其包括鑄造輪轂和鑄造部件，其中該鑄造輪轂包括在法蘭部中的機(jī)械加工的導(dǎo)向部和在圓柱部中的機(jī)械加工的導(dǎo)向部，而該鑄造部件將圓柱導(dǎo)向部從法蘭導(dǎo)向部分離，從而不將機(jī)械加工的半徑結(jié)合在導(dǎo)向結(jié)構(gòu)中。
本發(fā)明在另一個(gè)實(shí)施例中還提供了一種用于制造車輪輪轂的方法，包括鑄造輪轂，機(jī)械加工法蘭部中的導(dǎo)向部，機(jī)械加工圓柱部中的導(dǎo)向部，將鑄造部設(shè)置在法蘭導(dǎo)向部和圓柱導(dǎo)向部之間，從而不將機(jī)械加工的半徑結(jié)合在導(dǎo)向結(jié)構(gòu)中。
圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)側(cè)的透視圖。
圖2是具有圖1的現(xiàn)有技術(shù)輪轂的車輪組件的橫剖視圖。
圖3是圖2的現(xiàn)有技術(shù)輪轂的細(xì)節(jié)的放大視圖。
圖4是圖1的現(xiàn)有技術(shù)輪轂的外側(cè)的近視圖。
圖5是本發(fā)明的輪轂的外側(cè)的透視圖。
圖6是圖5的輪轂的局部橫剖視圖，示出了本發(fā)明的制動(dòng)鼓導(dǎo)向部的詳細(xì)示圖。
圖7圖5的輪轂的另一部分橫剖視圖，表示本發(fā)明的車輪導(dǎo)向部的詳細(xì)示圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)輪轂，并大致標(biāo)記為10。術(shù)語(yǔ)輪轂貫穿本申請(qǐng)中使用，并應(yīng)理解成指運(yùn)輸汽車的輪轂，例如，卡車、公共汽車和掛車等的輪轂。參照?qǐng)D1和2，輪轂10包括大致圓柱形的本體12，該本體12包括外側(cè)延伸部分14和內(nèi)側(cè)延伸部分16。圓柱形本體12形成大致圓柱形的內(nèi)通路18，內(nèi)通路18包括軸承外圈20，設(shè)置軸承外圈20與滾柱軸承22接合，從而將輪轂旋轉(zhuǎn)地安裝在汽車的車軸24或其它懸架部件上。
輪轂10還包括從圓柱形本體12徑向延伸的安裝法蘭26。徑向延伸的安裝法蘭26輔助形成輪轂10的內(nèi)側(cè)部分16和外側(cè)部分14。在安裝法蘭26中形成了等距離間隔的孔28，設(shè)置該孔28以容納車輪安裝螺栓30，從而將制動(dòng)鼓32安裝到輪轂10的內(nèi)側(cè)部分16，并將車輪和輪胎總成34安裝到輪轂10的外側(cè)部分14。
參照?qǐng)D1至3，制動(dòng)鼓32包括大致圓柱形部分36和安裝部分或法蘭38。安裝法蘭包括等距離間隔的用于容納車輪安裝螺栓30的孔40，以如上所述對(duì)制動(dòng)鼓進(jìn)行安裝。安裝法蘭還形成有由環(huán)形表面或?qū)虿?2形成的圓柱形孔。車輪和輪胎總成34包括內(nèi)側(cè)輪44和外側(cè)輪46。內(nèi)側(cè)輪和外側(cè)輪都包括具有等距離間隔孔50的安裝法蘭48，該孔50用于容納如上所述安裝車輪和輪胎總成的車輪安裝螺栓30。內(nèi)側(cè)輪和外側(cè)輪還分別包括由環(huán)形表面或?qū)虿?2形成的圓形開口。圖3表示輪轂包括與安裝法蘭26相鄰，并位于外側(cè)部分側(cè)的鼓導(dǎo)向部54。鼓導(dǎo)向部54與鼓接合，具體地，與鼓的導(dǎo)向部42接合。輪轂還包括輪導(dǎo)向部56，其從鼓導(dǎo)向部沿著遠(yuǎn)離安裝法蘭26并朝外側(cè)部分16的方向延伸。輪導(dǎo)向部56與每個(gè)車輪的導(dǎo)向部52接合。這樣的裝置提供了本發(fā)明技術(shù)人員明白的輪轂導(dǎo)向盤輪系統(tǒng)。這與螺栓導(dǎo)向盤車輪裝置相反。由于本發(fā)明發(fā)現(xiàn)了輪轂導(dǎo)向盤輪裝置中的特有用途，所以螺栓導(dǎo)向盤車輪裝置也可從本發(fā)明受益。所示出的輪轂包括用于防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的脈沖齒。然而，本發(fā)明不限于ABS系統(tǒng)的輪轂。另外，附圖中示出了兩輪系統(tǒng)。然而，本發(fā)明不限于兩輪系統(tǒng)。
圖4是圖1的現(xiàn)有技術(shù)輪轂的外側(cè)的近視圖。示出了外側(cè)延伸部分和安裝法蘭。示出了多個(gè)制動(dòng)鼓導(dǎo)向部54和輪導(dǎo)向部56。輪轂10通常作為鑄件或鍛件形成，并采用含鐵材料制成，優(yōu)選的是球墨鑄鐵或鑄鋼。可選地，諸如鍛鋼或等溫淬火球鐵的其它含鐵材料可用于形成輪轂。以本領(lǐng)域中眾所周知的方式來(lái)對(duì)軸承外圈孔、密封孔和孔28進(jìn)行機(jī)械加工并鉆孔至其適當(dāng)尺寸。不需要為了讓本發(fā)明以所希望的方式工作，而對(duì)輪轂10的內(nèi)側(cè)部分16的外側(cè)表面60(圖1)進(jìn)行機(jī)械加工。然而，可為了美觀的目的，對(duì)內(nèi)側(cè)部分16的外表面60進(jìn)行機(jī)械加工。
對(duì)安裝法蘭26進(jìn)行機(jī)械加工，留下機(jī)械加工的表面62。在對(duì)安裝法蘭的機(jī)械加工處理過程中，也對(duì)外側(cè)部分的多個(gè)小突起64和大突起66進(jìn)行機(jī)械加工，并形成機(jī)械加工表面延伸部分68。在大和小突起中也加工了制動(dòng)鼓導(dǎo)向部54。制動(dòng)鼓導(dǎo)向部和相應(yīng)的機(jī)械加工表面延伸部分68在過渡區(qū)域70大致形成了直角。過渡區(qū)域70提供了機(jī)械加工的半徑。進(jìn)一步對(duì)大突起進(jìn)行機(jī)械加工，并形成了輪導(dǎo)向部56和相應(yīng)脊表面72。輪導(dǎo)向部56和脊表面72在過渡區(qū)域74大致形成了直角。應(yīng)該明白機(jī)械加工處理留下了具有鼓導(dǎo)向部54和相應(yīng)過渡區(qū)域70的小突起64，以及留下了具有鼓導(dǎo)向部54、輪導(dǎo)向部56和兩個(gè)相應(yīng)過渡區(qū)域70、74的大突起66。
如果將輪轂設(shè)置為用于ABS系統(tǒng)，那么在輪轂10的內(nèi)側(cè)部分16的環(huán)形端表面82形成了多條徑向延伸槽80，形成了一組徑向延伸脈沖齒84。優(yōu)選地通過使用超級(jí)研磨加工(“SAM”)或砂輪切割，來(lái)對(duì)槽80和相應(yīng)的脈沖齒84進(jìn)行機(jī)械加工?？蛇x地，可使用銑削、拉削、激光切割或其它去除金屬的方法來(lái)形成槽80。
參照?qǐng)D5，示出了本發(fā)明的輪轂100的外側(cè)的透視圖。安裝法蘭110和外側(cè)部分112已經(jīng)很明顯的。安裝法蘭包括機(jī)械加工表面114。安裝法蘭和圓柱形本體116的機(jī)械加工表面通過橋接部分118而連接。多個(gè)突起120從橋接部分向上延伸。在向上延伸突起中機(jī)械加工制動(dòng)鼓導(dǎo)向部122。在鼓導(dǎo)向部122和安裝法蘭機(jī)械加工表面114之間顯示出鑄造表面或區(qū)域124。從外側(cè)部分延伸的突起126示出為被機(jī)械加工形成輪導(dǎo)向部128，該輪導(dǎo)向部128具有在輪導(dǎo)向部128和安裝法蘭的機(jī)械加工表面114之間的鑄造表面或區(qū)域130。圖5的實(shí)施例示出了從鼓導(dǎo)向部122徑向間隔開的輪導(dǎo)向部128。
圖6是圖5的局部橫剖視圖，示出了本發(fā)明的制動(dòng)鼓導(dǎo)向部122的詳細(xì)示圖。可以看到通過鑄造表面或區(qū)域124而將鼓導(dǎo)向部122從安裝法蘭的機(jī)械加工表面114分離。還示出了輪導(dǎo)向部128。另一方面，圖7是圖5的輪轂100的另一局部橫剖視圖，示出了本發(fā)明的車輪導(dǎo)向部128的更詳細(xì)視圖。與圖6的示圖相比，圖7橫剖面視圖稍微旋轉(zhuǎn)。可以看到通過鑄造表面或區(qū)域130而將輪導(dǎo)向部128從安裝法蘭的機(jī)械加工表面114分離。再參照?qǐng)D5，可以看到通過鑄造表面或區(qū)域132將輪導(dǎo)向部128與鼓導(dǎo)向部122分離。
本發(fā)明包括如上述建議的方法，其中提供了輪轂。對(duì)輪轂進(jìn)行機(jī)械加工以提供通過未經(jīng)機(jī)械加工的表面而彼此分離的鼓導(dǎo)向部和機(jī)械加工表面。對(duì)輪轂進(jìn)行機(jī)械加工以提供通過未加工表面彼此分離的輪導(dǎo)向部和機(jī)械加工表面。對(duì)輪轂進(jìn)行機(jī)械加工，使得不存在具有機(jī)械加工半徑的過渡區(qū)域。
權(quán)利要求
1.一種汽車鑄造輪轂，包括法蘭部分中的機(jī)械加工導(dǎo)向部；圓柱部分中的機(jī)械加工導(dǎo)向部；和鑄造部分，其將所述圓柱導(dǎo)向部從所述法蘭導(dǎo)向部分離，使得所述導(dǎo)向部結(jié)構(gòu)中沒有結(jié)合機(jī)械加工半徑。
2.一種汽車輪轂，包括至少一個(gè)機(jī)械加工導(dǎo)向部，形成所述機(jī)械加工導(dǎo)向部而沒有過渡區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車輪轂，其中鑄造表面包圍所述機(jī)械加工導(dǎo)向部。
4.一種汽車輪轂，包括具有至少一個(gè)機(jī)械加工導(dǎo)向部的圓柱形本體，所述機(jī)械加工導(dǎo)向部由非機(jī)械加工表面包圍。
5.一種汽車輪轂，包括具有至少一個(gè)機(jī)械加工導(dǎo)向部的安裝法蘭，所述機(jī)械加工導(dǎo)向部由非機(jī)械加工表面包圍。
6.一種汽車輪轂，包括圓柱形本體，其具有外表面，所述外表面上具有多個(gè)突起，所述突起分別具有由非機(jī)械加工表面包圍的機(jī)械加工輪導(dǎo)向部；安裝法蘭，其從所述圓柱形本體延伸，所述安裝法蘭具有通過非機(jī)械加工筋部而與所述圓柱形本體連接的機(jī)械加工表面，多個(gè)大致沿外側(cè)方向從所述筋部延伸的突起，每個(gè)所述筋部突起具有由非機(jī)械加工表面包圍的機(jī)械加工制動(dòng)鼓導(dǎo)向部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輪轂，其中所述輪轂是鑄件，所述非機(jī)械加工表面是鑄造表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輪轂，其中所述輪導(dǎo)向部與所述鼓導(dǎo)向部徑向間隔開。
9.一種鑄造汽車輪轂，包括圓柱形本體，其具有多個(gè)徑向間隔開的機(jī)械加工輪導(dǎo)向部，每個(gè)輪導(dǎo)向部由鑄造表面包圍；安裝法蘭，其從所述圓柱形本體延伸，并具有機(jī)械加工表面；筋部，其跨過所述圓柱形本體和所述機(jī)械加工表面之間，所述筋部具有多個(gè)徑向間隔開的機(jī)械加工鼓導(dǎo)向部，每個(gè)所述鼓導(dǎo)向部由鑄造表面包圍。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鑄造汽車輪轂，其中所述輪導(dǎo)向部與所述鼓導(dǎo)向部徑向地間隔開。
11.一種汽車車輪組件，包括鑄造部件，其在法蘭與圓柱形本體連接的連接處具有至少一個(gè)機(jī)械加工導(dǎo)向部表面，所述機(jī)械加工導(dǎo)向部表面由鑄造表面包圍，從而所述機(jī)械加工導(dǎo)向部不包括機(jī)械加工的半徑。
12.一種汽車輪轂的制造方法，包括鑄造具有與圓柱形部分相鄰的法蘭部的輪轂；對(duì)所述法蘭部中的導(dǎo)向部進(jìn)行機(jī)械加工，并留下所述機(jī)械加工導(dǎo)向部和所述相鄰的圓柱形部分之間的鑄造部；以及對(duì)所述圓柱形部分中的導(dǎo)向部進(jìn)行機(jī)械加工，并留下所述圓柱形部分中的所述機(jī)械加工導(dǎo)向部和所述法蘭部分中的所述導(dǎo)向部之間的鑄造部，從而所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)中沒有結(jié)合機(jī)械加工半徑。
13.一種汽車輪轂的制造方法，包括鑄造具有大致圓柱形本體和安裝法蘭的輪轂；對(duì)所述安裝法蘭進(jìn)行機(jī)械加工，以提供機(jī)械加工表面，通過鑄造表面將所述機(jī)械加工表面與所述圓柱形本體分離；對(duì)至少一個(gè)鼓導(dǎo)向部進(jìn)行機(jī)械加工，并留下包圍所述鼓導(dǎo)向部的鑄造表面；以及對(duì)至少一個(gè)所述輪導(dǎo)向部進(jìn)行機(jī)械加工，并留下圍繞所述論導(dǎo)向部的鑄造表面。
14.一種汽車輪轂的制造方法，包括鑄造具有大致圓柱形本體和安裝法蘭的輪轂，所述圓柱形本體具有徑向分離的突起，并且所述安裝法蘭具有遠(yuǎn)離所述圓柱形本體，并朝所述輪轂的所述外側(cè)延伸的突起；對(duì)所述安裝法蘭上的表面進(jìn)行機(jī)械加工，并留下所述機(jī)械加工表面與所述突起之間的鑄造表面；對(duì)朝所述外側(cè)延伸的所述突起中的表面進(jìn)行機(jī)械加工，并留下所述鼓導(dǎo)向部和所述機(jī)械加工表面之間的鑄造表面，和所述鼓導(dǎo)向部和所述圓柱形本體上的所述突起之間的鑄造表面；對(duì)所述圓柱形本體的所述突起中的輪導(dǎo)向部進(jìn)行機(jī)械加工，并留下所述輪導(dǎo)向部和所述機(jī)械加工表面之間的鑄造表面，和所述輪導(dǎo)向部和朝所述外側(cè)延伸的所述突起之間的鑄造表面。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述鑄造步驟包括鑄造與朝所述外側(cè)延伸的所述突起徑向間隔開的所述圓柱形本體突起。
全文摘要
本發(fā)明提供了具有鑄造輪轂(100)的鼓或旋轉(zhuǎn)車輪輪轂，其具有鑄造輪轂(100)和鑄造部(130)，該鑄造輪轂(100)具有在法蘭部(110)中的機(jī)械加工導(dǎo)向部(122)和在圓柱形部分(112)中的機(jī)械加工導(dǎo)向部(128)，而該鑄造部(130)將圓柱形導(dǎo)向部(128)從法蘭導(dǎo)向部(122)分離，從而導(dǎo)向部結(jié)構(gòu)中沒有結(jié)合機(jī)械加工半徑。
文檔編號(hào)B60B27/00GK1968831SQ200580014689
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2005年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月22日
發(fā)明者J·C·霍爾, J·L·齊利斯, S-K·黃, B·E·科尼特 申請(qǐng)人:韋伯車輪產(chǎn)品有限公司