專利名稱：無內胎鋼制車輪的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于車輛的無內胎車輪，所述車輛旨在運輸重物或大量乘客，所述車輛例如是卡車或公共汽車。
背景技術：
卡車和公共汽車在車輛類別上被定義為所有旨在用于重載、運輸重物或大量乘客的各種機動化設備。這些車輛使用由鋼制成的無內胎車輪，所述車輪包括兩個部件，輪輞和盤，這兩個部件在接合處被焊接在一起。這些無內胎車輪模型在輪胎充注閥的定位方面有所不同，所述輪胎充注閥在下文被稱作閥。就這方面而言，可根據構成車輪的元件的構造形式和車輛所使用的制動器的類型，無論是鼓式制動器或盤式制動器，來使用內閥或外閥。內閥車輪在卡車和公共汽車所使用的由鋼制成的車輪中——這種車輪也被稱作內閥無內胎車輪，閥被定位在輪輞的凹槽的側壁上——所述凹槽也被稱作輪輞凸棱，并通過其中一個盤通風孔到達車輪的外部區域。由于盤組件位于所謂輪輞凸棱的區域中，因此這種構造形式是有可能實現的。通常情況下，這些車輪模型被用于具有鼓式制動器的重型車輛中，且也可用于具有盤式制動器系統的車輛上。對于具有盤式制動器的車輛而言，閥穿過輪輞內部部分的這種布置會帶來缺點，且這種缺點會導致發生事故，例如，由于石頭、小塊木頭或碎屑會通過盤式制動器組件的自由邊緣進入車輪內部或可能由于與制動器盤本身存在潛在干擾而進入車輪內部，而使閥受損。外閥車輪對用于卡車和公共汽車中的鋼制車輪上所使用的這種外閥而言，本領域已公知的外閥布置有四種。1)被置于輪輞凸棱的側壁上的外閥在這種布置中，閥被定位在輪輞凸棱的壁部上，且由于盤被安裝在輪輞凸棱上，因此該閥會觸碰車輪的外部區域。由于盤組件位于輪輞凸棱的區域中，因此這種構造被用于載重量較小的車輪中。 盤的這種位置帶來了兩個缺點，即i)輪輞凸棱的直徑減小了，且因此也減小了制動器系統的可用面積，因此限制了其尺寸和效率。ii)與輪輞焊接在一起的接合處產生了熱影響區，這種熱影響區是由于焊接工藝的高溫帶來的。該熱影響區位于輪輞凸棱的區域中，而輪輞凸棱的構造又造成了較高的拉伸水平，因此這大大降低了車輪的疲勞應力。這些模型優選用于具有鼓式制動器的中等型號車輛中，且也可用于具有盤式制動器系統的車輛。專利文獻ES2244471披露了一種具有上述布置的車輪。2)被置于凸起的側壁上的外閥構建這種構造形式的目的在于將閥置于處在無內胎車輪上的盤的外側上，這種車輪具有較大的載重量和寬度等于或小于九英寸的輪輞。由于輪輞凸棱上的用于組裝盤的空間減少了，因此另一種可選的方式是形成凸起，即，在層壓過程中在輪輞的輪廓(斷面)上形成肋部。該肋部使得可將閥置于其側壁上，從而在無內胎輪輞的有限凸棱中形成垂直空間，所述垂直空間的尺寸等于或小于九英寸，同時不會影響輪輞的端部寬度。現有技術文獻 EP0701911中披露了這種構造。然而，這種布置也存在一系列缺點，如i)凸起被置于胎圈座的底部上，所述底部是用于放置輪胎的區域，且在下文中將被稱作胎圈座。當將輪胎置于車輪上時，必須要使用專用設備才能使輪胎通過凸起的端部直徑，否則輪胎就會受損。對于并非由授權零售商或設備精良的工廠實施的輪胎更換操作而言，這同樣是有害的，原因在于操作者在組裝過程中需要費力使輪胎穿過輪輞的凸起。ii)由于輪輞凸棱的直徑較小以至于無法為凸起提供更多空間，因此存在輪胎壓力困難。這使得無法在起初時進行密封以便對輪胎進行充注，且有必要使用專用的技巧，例如額外密封橡膠，而這種橡膠在充注操作開始后不久就要從輪輞上被去除。3)被置于凸棱上或胎圈座上的外閥構建這種構造形式的目的同樣在于將閥置于無內胎車輪中的盤的外側上，這種車輪具有較大的載重量和寬度等于或大于574英寸的輪輞。在將閥置于輪輞凸棱上的構造中，凸棱中的用于組裝盤的空間被分成幾塊以便放置該閥。該盤的輪廓進一步產生改變以便在設置閥孔之后將其置于該凸棱上。這一手段使得可將外閥置于盤上，同時不會對輪輞的最終寬度產生影響。在將閥置于胎圈座上的構造中，在胎圈座中制成閥孔以便安裝該閥。該盤進一步被保持置于輪輞凸棱上。這一手段同樣使得可將外閥放到盤上，同時不會對輪輞的最終寬度產生影響。在最終構造中，通過防脫離裝置在與胎圈座成一體的區域中將閥放置在盤的側部上，所述防脫離裝置與凸部類似。同樣地，這一手段也使得可將外閥放到盤上，同時不會對輪輞的最終寬度產生影響。現有技術文獻EP 0 755 807披露了這些構造。然而，這種布置也存在一系列缺點，如i)閥孔位于輪輞的凸棱中或位于胎圈座中，所述胎圈座部分地內置有螺母，如該技術中的附圖
所示a)需要設置具有密封系統和更小公差的螺母以便避免空氣逸出；b)減小公差的方式僅可通過對該孔進行機加工的方式實現，這使得制造過程更長且成本昂貴；c)需要通過機加工的方式從孔中移除材料，而沒有內置孔工藝，且通過沖壓方式獲得的座的凸棱會成為拉力集中器；
d)在設置了凸棱的接合點之后，如何選擇閥在胎圈座上所處的位置變得更加麻煩，這是因為輪胎的胎圈會止擋在閥的螺母上，對其孔產生阻礙并妨礙了輪胎被充注；e)最后，通過輪胎的防脫離裝置在與胎圈座成一體的區域中將閥置于盤的側部上的這種做法表明盡管申請人對這一重要的安全性試驗有所關注，但形成的位于中間位置處的微小凸棱無法防止輪胎胎圈由于空氣損失造成的低壓而進行移動。ii)引入了輪輞的梯級，申請人限定了比率R，R彡0.65，且理想的R彡0.75， 以便確保使組件具有更好的疲勞應力，但這一比率卻不足以保證這一點，這是因為小于 R ^ 0. 60的比率和因此導致出現的更強化的梯級都顯示出了優越的性能，且在更多極為嚴苛的試驗，如BiAxial (ZWARP試驗-Fraunhofer Institute/Germany)，中也會顯示出優越性能。iii)與平的凸棱相比，在輪輞凸棱上引入梯級被證明對于輪輞而言在安放盤之后的擺動區域中是優良的增強件。4)被置于輪輞梯級的壁部上的外閥構建這種構造形式的目的同樣在于將閥置于無內胎車輪中的盤的外側上，這種車輪具有較大的載重量和寬度等于或大于574英寸的輪輞。在這種將閥置于輪輞的梯級的壁部上或置于輪輞的第一連接區域上的構造中，輪輞凸棱中的用于組裝盤的空間被分成幾塊且被分開以使得可將閥置于該間隙(或梯級)的壁部上。因此，處在盤的側部上的輪輞輪廓包括被連接至胎圈座的凸緣，所述胎圈座被連接至長度為“P”的圓柱形壁部(或第一凸棱)，所述圓柱形壁部被聯接至第一連接區域(或梯級的壁部)，所述第一連接區域被進一步聯接至第二連接區域(或第二凸棱)。該盤的輪廓進一步產生改變以便在設置閥孔之后將其置于該凸棱上。這一手段使得可將外閥置于盤上，同時不會對輪輞的端部寬度產生影響。現有技術文獻EP 1 106 388披露了這一構造。然而，這種布置也存在一系列缺點，如i)盡管在輪輞上引入梯級對于輪輞而言在安放盤之后的擺動區域中是優良的增強件，但將閥孔置于第一連接區域(或梯級的壁部)上，使得在該梯級底部處形成了危險的拉力集中器。這一事實是在用有限元方法分析了申請人提出的模型之后確定的。ii)為圓柱形壁部(或第一凸棱)定義的寬度“P”屬于比率[ρ/Φ X 1000]彡35， 這一比率對于輪胎拉出試驗(tire withdrawal test)是理想的，且小于值[p/ Φ X 1000]彡37，這是因為該第一凸棱的長度“P”與該比率成正比，且同樣已公知地，“P”越大，則其防止輪胎胎圈由于空氣損失造成的低壓而移動的保持能力就越優良。iii)申請人還引入了“突出”的漸細錐度，在第二連接區域(或第二凸棱)的內部區域中，該漸細錐度相對于軸線的軸可達10°。該突出的錐度，確切地說是在盤的座區域中的錐度，可導致由于在錐形區域中組裝和放置盤或由于標記形成的凸緣而出現拉力集中器。這一手段通常用于平凸棱的車輪上，以便避免當盤在與輪輞相互觸碰的情況下被安裝在輪輞上時材料被撕掉。在具有凸緣間隙(梯級)的車輪上，形成由標記或凸緣限定出的錐形區域會導致產生較高的拉力，從而有損于車輪的疲勞應力。因此，強調重點在于如何用卡車和公共汽車所用的無內胎車輪滿足市場需求，這種車輪的寬度等于或大于133. 35mm(574或5. 25英寸)且外閥能夠克服現有技術的缺點。
發明目的因此，本發明的第一目的是為旨在運輸重物或大量乘客的車輛提供一種無內胎鋼制車輪，所述車輛例如為卡車或公共汽車，所述鋼制車輪包括輪輞、盤和閥，其中所述輪輞的寬度尺寸等于或大于約574或5. 25英寸，所述輪輞包括——自安裝盤的側部起排列的——以下部件與胎圈座相鄰的輪輞凸緣，所述胎圈座與第一輪輞凸棱相鄰，所述第一輪輞凸棱聯接至間隙區域(或梯級)，所述梯級與第二凸棱相鄰，所述第二凸棱通過側壁與所述輪輞凸棱相聯，所述輪輞還包括用于安放閥的區域，所述區域確切地被設置在所述胎圈座的接合點和所述第一凸棱的起始位置上，所述盤包含與所述第二輪輞凸棱相關的端部部分，其中用于安放所述閥的所述區域由除了肋部以外的兩個并行表面限定，且所述閥在被安放之后被定位在所述車輪的外側上，從而使其不會與所述盤的外表面接觸或通過通風孔進入車輪的內部部分。本發明的第二目的是提供一種無內胎車輪，所述無內胎車輪具有外閥，且寬度等于或大于約5. 25英寸，所述無內胎車輪用于配備有盤式制動器的卡車和公共汽車中，其中所述輪輞與所述盤和所述閥角相結合，使得可將外閥安放到所述盤上，而無需在所述輪輞上形成凸起。本發明的另一目的是提供一種無內胎車輪，所述無內胎車輪具有外閥，且寬度大于或等于5. 25英寸，其中車輪的比率
權利要求
1.為旨在運輸重物或大量乘客的車輛設置的無內胎鋼制車輪，所述車輛例如為卡車或公共汽車，所述車輪包括輪輞(1)、盤(2)和閥(8)，其中所述輪輞(1)的寬度尺寸等于或大于約5. 25英寸，所述輪輞(1)包括一自安裝所述盤O)的側部起排列的一以下部件與胎圈座( 相鄰的輪輞凸緣(6)，所述胎圈座(5)與第一輪輞凸棱(7)相鄰，所述第一凸棱 (7)聯接至斜面(9)，所述斜面(9)與第二凸棱(4)相鄰，所述第二凸棱通過側壁(1 與輪輞凸棱⑶相聯，所述盤⑵包含與所述第二輪輞凸棱⑷相關的端部部分(21)，所述車輪的特征在于，所述車輪包括閥孔(11)，所述閥孔被設置在接合點(10)處，所述接合點被形成于介于所述胎圈座(5)與所述第一凸棱(7)之間的相交位置處。
2.根據權利要求1所述的車輪，其特征在于，與處在所述盤( 的側部上的所述胎圈座 (5)相鄰的所述第一凸棱(7)具有長度“L”，其直徑與所述胎圈座(5)起始位置處的直徑相等，且此外，所述車輪的直徑為ΦΝ，其中比率[L/0NX1000]等于或大于37。
3.根據權利要求1所述的車輪，其特征在于，閥(8)相對于橫坐標軸線具有25°的安放角度。
4.根據權利要求1所述的車輪，其特征在于，閥(8)具有65°的出口角(α)，從而相對于所述車輪的軸線形成了大小為0°的端部定位角度。
5.為旨在運輸重物或大量乘客的車輛設置的無內胎鋼制車輪，所述車輛例如為卡車或公共汽車，所述車輪包括輪輞(1)、盤(2)和閥(8)，且所述輪輞(1)的寬度尺寸等于或大于約5. 25英寸，所述輪輞(1)包括一自安裝所述盤O)的側部起排列的一以下部件與胎圈座( 相鄰的輪輞凸緣(6)，所述胎圈座( 與第一輪輞凸棱(7)相鄰，所述第一凸棱 (7)聯接至斜面(9)，所述斜面(9)與第二凸棱(4)相鄰，所述第二凸棱通過側壁(1 與輪輞凸棱C3)相聯，所述盤( 包含與所述第二輪輞凸棱(4)相關的端部部分(21)，ΦΒ是沿徑向位于所述輪輞⑴的輪輞凸棱⑶內部的表面的直徑，ΦΜ是沿徑向位于所述第二凸棱 (4)內部的表面的直徑，該直徑是沿朝向所述車輪(1)的所述盤O)的端部的軸向獲取的， 且ΦB是沿徑向位于比所述胎圈座(5、1幻的起始位置更低的位置處的表面的直徑，該直徑是在所述胎圈座(5)的基準面的接合點(10)處沿軸向獲取的，所述胎圈座與所述輪輞的所述第一凸棱(7)相鄰，所述車輪(1)的特征在于，比率R = IOmjlJ^D) (Φβ - φ )等于或小于0. 60。
全文摘要
本發明描述了一種為旨在運輸重物或大量乘客的車輛設置的無內胎鋼制車輪，所述車輛例如為卡車或公共汽車，所述車輪具有外閥(8)、輪輞(1)和盤(2)，且所述盤(2)被安裝在所述輪輞(1)的所述第二凸棱(4)上。所述零部件的幾何形狀使得，通過分布在輪輞(1)、盤(2)和閥(8)之間的組合因素，使得閥(8)能夠被安放在所述盤(2)的外側上，且用于安放所述閥的所述區域是由除了肋部以外的兩個并行表面限定的。
文檔編號B60B21/02GK102211495SQ20101019378
公開日2011年10月12日 申請日期2010年5月31日 優先權日2010年4月9日
發明者F·A·德索扎曼索 申請人:伊奧茨普-馬可迅公司