輪轂及其使用方法
2023-06-02 17:40:51 2
專利名稱：輪轂及其使用方法
技術領域：
本公開內容涉及一種輪轂，該輪轂被配置為接受不同類型的輪轂蓋。更具體地，本公開內容涉及一種混合式(hybrid)輪轂(例如，用於大型卡車)，該混合式輪轂被配置為接受螺紋旋擰式(threadedscrew-on)輪轂蓋或螺栓緊固式(bolt-on)輪轂蓋。本公開內容還涉及一種轉接器(adaptor)，該轉接器被配置為允許螺栓緊固式輪轂能夠接受螺紋旋擰式輪轂蓋。
背景技術：
通常，輪轂具有一個大致圓柱形的管狀物，該管狀物帶有一個用於接收車軸的軸向孔。該管狀物具有一個被定向為遠離車軸的外端部以及一個被定向為朝向車軸的內端部。所述軸向孔的內表面包括一個外軸承杯，用於保持外軸承組件；以及一個內軸承杯， 用於保持內軸承組件。所述外和內軸承組件支撐所述車軸。一個輪轂蓋在所述外端部處附接至所述輪轂，以將所述外軸承組件保護在所述外軸承杯之內。通常，存在兩種類型的輪轂蓋螺栓緊固式輪轂蓋和螺紋旋擰式輪轂蓋。螺栓緊固式輪轂蓋包括多個螺栓孔，這些螺栓孔繞輪轂蓋的周邊相互間隔並被配置為接收蓋螺栓。 通常，旋擰式輪轂蓋包括連續的側壁，該側壁在其外表面上帶有螺紋。通常，輪轂被設計為接受這些輪轂蓋類型中的其中之一，而不是接受二者。例如， 一個被配置為接受螺栓緊固式輪轂蓋的輪轂(即，「螺栓緊固式輪轂」)包括多個輪轂孔或螺栓孔，這些輪轂孔或螺栓孔繞所述外端部的周邊對稱地布置。因此，螺栓緊固式輪轂蓋通過將蓋螺栓擰過繞輪轂蓋的周邊布置的孔洞並進入相應的輪轂孔而被附接至螺栓緊固式輪轂。一個螺栓緊固式輪轂的實例在i^aWioury等人的美國專利No. 6，866，345的圖1中示出。在一個被配置為接受螺紋旋擰式輪轂蓋的輪轂(即，「旋擰式輪轂」)中，在外端部和外軸承杯之間延伸的軸向孔的那部分是帶內螺紋的。因此，旋擰式輪轂蓋通過使輪轂蓋的側壁與軸向孔的上述部分螺紋地接合而被附接至旋擰式輪轂。一個旋擰式輪轂的實例在 Bullard的美國專利No. 6，758，531的圖1中示出。
發明內容
本發明是一種用於卡車的混合式輪轂，其被配置為可互換地接受螺紋旋擰式輪轂蓋或螺栓緊固式輪轂蓋，以及一種使用這種混合式輪轂的方法。該混合式輪轂包括管狀物，其具有軸向孔和用於附接車輪的徑向凸緣，該軸向孔用於沿該軸向孔的縱向軸線接收軸，該管狀物具有內端部和外端部，該外端部包括用於將外軸承組件保持在軸向孔的內表面之內的外軸承杯。外端部的環形周邊包括多個螺栓孔，所述螺栓孔被定位為接收蓋螺栓，以將螺栓緊固式輪轂蓋保持在外端部之上。設置了一個螺紋軌道，該螺紋軌道朝軸向孔的縱向軸線徑向地向內突起且繞縱向定位的縱向軸線周向上帶有內螺紋，以接收具有外螺紋的旋擰式輪轂蓋。在一個實施方案中，所述螺紋軌道繞所述軸向孔的內表面布置，位於縱向地與所述環形周邊相鄰的位置，且被定位在外端部之內、縱向地在環形周邊和外軸承杯之間。在另一實施方案中，所述螺紋軌道在一個環形轉接器中形成，該環形轉接器包括多個螺栓孔，所述多個螺栓孔被定位為接收蓋螺栓，以將轉接器保持在外端部之上、在用於螺栓緊固式輪轂蓋的所述螺栓孔中。接著，螺紋旋擰式輪轂蓋可以被旋擰至螺紋軌道中，或者螺栓緊固式輪轂蓋可以經由螺栓孔被附加至同一輪轂。本發明的前述和其他目的、特徵和優勢在以下參考附圖的詳細說明中將變得明
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圖1是根據本發明一個實施方案的、包括被附接至混合式輪轂的螺栓緊固式輪轂蓋的輪轂組件的剖視立體圖；圖2A是根據本發明另一實施方案的、包括被附接至圖1中的混合式輪轂的旋擰式輪轂蓋的輪轂組件的平面圖；圖2B是沿圖2A中的線IIB-IIB』所取的、圖2A中示出的輪轂組件的截面圖；圖2C是對應圖2B中區域C的、圖2A中所示的輪轂組件的放大截面圖；圖2D是對應圖2C中區域D的、圖2A中所示的輪轂組件的另一放大截面圖；以及圖3是一個輪轂組件的剖視立體圖，該輪轂組件包括根據本發明一個實施方案的輪轂蓋轉接器，該輪轂蓋轉接器被附接在螺栓緊固式輪轂和螺紋旋擰式輪轂蓋之間。
具體實施例方式下文將參考附圖描述示例性實施方案。在不偏離本發明的實質精神和教導的情況下，可以具有多種不同的變型和實施方案，因此本公開內容不應被理解為限制於在本說明書中描述的示例性實施方案。相反，提供這些示例性實施方案是為了本公開內容完整和更易理解，且向本領域技術人員闡釋了本發明的範圍。在附圖中，部件的尺寸和相對尺寸為了清晰的目的可以被放大。在此使用的術語僅為描述具體的示例性實施方案的目的，並不旨在於限制。如在此使用的，單數形式「一」、「一個」以及「該」都旨在也包括複數形式，除非本文明確另有所指。還應理解，術語「包括」和/或「包含」在用於本申請文件時，表示存在所闡述的特徵、 整數、步驟、操作、元件和/或部件，但是並不排除存在或增加一個或多個其他特徵、整數、 步驟、操作、元件、部件和/或它們的組合。在此參考橫截面圖描述了示例性實施方案，上述橫截面圖是理想的示例性實施方案(以及中間結構)的示意圖。如此，會想到圖中形狀的變型，例如根據製造技術和/或公差。因此，示例性實施方案不應被理解為限制於這裡示出區域的特定形狀，而是包括例如由製造生成的形狀上的偏差。
除非另有限定，在此使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有的意義與本公開內容所屬領域內的技術人員所公知的相同。應進一步理解，諸如那些在常用字典中限定的術語應被解釋為具有與相關領域的語境中一致的含義，而不應被解釋為理想或過分正式的含義，除非本文中有特別地限定。圖1示出根據本發明一個實施方案的、包括被附接至混合式輪轂的螺栓緊固式輪轂蓋的輪轂組件的剖視立體圖。參考圖1，輪轂組件10包括混合式輪轂20和輪轂蓋30。如圖所示，輪轂蓋30被設置為一個通過蓋螺栓12附接至混合式輪轂20的螺栓緊固式輪轂蓋。通常，混合式輪轂20是具有管狀物22的圓柱形結構，該管狀物22具有用於沿縱向軸線接收車軸(未示出)的軸向孔M，以及用於附接至車輪(未示出)的徑向凸緣26。 管狀物22具有面向輪轂蓋30的外端部2 和背對輪轂蓋30的內端部22b。軸向孔M的主內表面包括用於保持外軸承組件(未示出)的外軸承杯Ma，用於保持內軸承組件(未示出)的內軸承杯Mb，以及布置在外軸承杯2 和內軸承杯24b之間的軸腔Mc。混合式輪轂20還包括多個繞外端部22a的環形周邊布置的螺紋孔或螺栓孔21。 每個孔21都被配置為接收蓋螺栓12並與之螺紋地接合。除了孔21，混合式輪轂20的外端部2 還包括螺紋軌道23，該螺紋軌道繞軸向孔 M的主內表面縱向上相鄰於外端部的周邊布置，該螺紋軌道朝向軸向孔M的縱向軸線徑向地向內突出且繞軸向孔周向帶有內螺紋。如圖示例性示出的，螺紋軌道23與外端部22a 和外軸承杯Ma間隔。然而，在其他實施方案中，螺紋軌道23可以延伸至外端部2 和/ 或外軸承杯Ma。螺紋軌道23可以與輪轂20—體成形。如關於圖2A-2D將詳細討論的，螺紋軌道23包括一個匹配表面23a，該匹配表面帶有螺紋使得其可以與旋擰式輪轂蓋的外螺紋接合(例如，參見圖2B)。混合式輪轂20可以被設置為單個鑄造件，由以下任一適合的材料形成延性鐵、 鋁、鋁合金、鎂合金、碳纖維複合材料等。如圖所示的，輪轂蓋30被設置為螺栓緊固式輪轂蓋，該螺栓緊固式輪轂蓋包括主體部分32、環形凸緣部分34以及延伸穿過凸緣部分34的孔洞34a。孔洞3 被布置在與繞管狀物22的外端部2 周邊的相應孔21的位置相一致的位置處。每個孔36都被配置為接收蓋螺栓12，該蓋螺栓可以被插入到孔21中。為了將螺栓緊固式輪轂蓋30附接至混合式輪轂20，將輪轂蓋30相鄰於管狀物22 的外端部2 布置，使得孔洞3 與孔21對齊。接著，將蓋螺栓12插過輪轂蓋30的孔洞 34a進入孔21。蓋螺栓12可以在孔21之內螺紋地上緊，以將凸緣部分34緊靠管狀物22 的外端部22a。當輪轂蓋30被附接至混合式輪轂20時，輪轂蓋30和輪轂20的縱向軸線是基本同軸的。圖2A是根據本發明另一實施方案的、包括被附接至圖1中的混合式輪轂的旋擰式輪轂蓋的輪轂組件的平面圖。圖2B是沿圖2A中的線IIB-IIB』所取的、圖2A中示出的輪轂組件的截面圖。圖2C是對應圖2B中區域C的、圖2A中所示的輪轂組件的放大截面圖。 圖2D是對應圖2C中區域D的、圖2A中所示的輪轂組件的另一放大截面圖。參考圖2A和2B，輪轂組件10』包括上面有關圖1所述的混合式輪轂20，以及旋擰式輪轂蓋30，。
如圖所示，輪轂蓋30』被設置為旋擰式輪轂蓋，該旋擰式輪轂蓋包括主體部分 32』、凸緣部分34』和側壁部分36 (例如，連續的側壁)，該側壁部分具有在其外表面上形成的螺紋軌道38，該螺紋軌道38遠離輪轂蓋30』的縱向軸線徑向地向外突出且帶有外螺紋。 如示例性示出的，螺紋軌道38包括一個匹配表面38a，該匹配表面帶有外螺紋，使得其可與混合式輪轂20的內部螺紋匹配表面23a螺紋地接合。如示例性所示的，螺紋軌道38縱向地延伸跨越僅側壁35的一部分(例如，從而與凸緣部分34』和側壁部分36的端部36a間隔)。然而，在其他實施方案中，螺紋軌道38可以延伸至凸緣部分34』和/或側壁部分36 的端部36a。螺紋軌道38可以與側壁部分36內部地成形。為了將旋擰式輪轂蓋30』附接至混合式輪轂20，將側壁部分36的端部36a插入管狀物22的軸向孔M，使得輪轂蓋30』的螺紋軌道38被布置為與管狀物22的螺紋軌道23 相鄰。例如，參見圖2B和2C。接著，將輪轂蓋30』相對於管狀物22旋轉，使得螺紋軌道38 和23各自的匹配表面38a和23a彼此螺紋接合。例如，參見圖2D。輪轂蓋30，可以在軸向孔M之內螺紋地上緊，以將凸緣部分34』緊靠管狀物22的外端部22a。例如，參見圖2C。 當輪轂蓋30』被附接至混合式輪轂20時，輪轂蓋30』和輪轂20的縱向軸線基本同軸。圖3是一個輪轂組件的剖視立體圖，該輪轂組件包括根據本發明一個實施方案的輪轂蓋轉接器，該輪轂蓋轉接器被附接在螺栓緊固式輪轂和螺紋旋擰式輪轂蓋之間。參考圖3，輪轂組件10」包括螺栓緊固式輪轂20』、關於圖2A-2D上述的旋擰式輪轂蓋30，，以及轉接器40。通常，螺栓緊固式輪轂20』包括管狀物22』，該管狀物22』具有用於接收車軸(未示出)的軸向孔對，以及用於附接至車輪(未示出)的徑向凸緣26。管狀物22』具有面向輪轂蓋30』的外端部2 和背對輪轂蓋30』的內端部22b。軸向孔M的內表面包括用於保持外軸承組件(未示出)的外軸承杯Ma，用於保持內軸承組件(未示出)的內軸承杯 24b,以及布置在外軸承杯2 和內軸承杯24b之間的軸腔Mc。類似於混合式輪轂20，螺栓緊固式輪轂20』包括繞外端部2 的周邊布置的孔21， 其中每個孔21都被配置為接收蓋螺栓12並與之螺紋接合。然而，螺栓緊固式輪轂20』並不包括關於圖1上述的螺紋軌道23。相應地，螺栓緊固式輪轂20』的管狀物22』可以比混合式輪轂20的管狀物22更短(例如，短約1英寸，在外端部2 和內端部22b之間測量的)。轉接器40通常是環狀的，且包括第一凸緣部分42、第二凸緣部分44以及在第一凸緣部分42和第二凸緣部分44之間延伸的側壁部分46。第一凸緣部分42包括孔洞42a， 該孔洞4 被布置在與繞管狀物22的外端部22a的周邊的相應孔21的位置相一致的位置處。每個孔洞4 都被配置為接收蓋螺栓12，該蓋螺栓可以被插入到孔21中，如關於圖1 上面示例性描述的。一個凹槽45從每個孔洞4 延伸在第二凸緣部分44和側壁部分46 之內，並被配置為容納蓋螺栓12的頭部。在一個實施方案中，每個凹槽45從第二凸緣部分 44和側壁部分46的外表面朝向其內表面徑向地向內延伸。轉接器40還包括一個在側壁部分46的內表面上布置的螺紋軌道48，該螺紋軌道朝轉接器40的縱向軸線徑向地向內突出並且帶有內螺紋。螺紋軌道48可以與側壁部分46 一體形成。類似於螺紋軌道23的匹配表面23a，螺紋軌道48包括一個匹配表面，該匹配表面帶有螺紋使得其可以螺紋地接合旋擰式輪轂蓋30』的外螺紋。轉接器40可以被設置為單個鑄造件，由以下任一適合的材料形成延性鐵、鋁、鋁合金、鎂合金、碳纖維複合材料等。為了將轉接器40附接至螺栓緊固式輪轂20』，將轉接器40相鄰於管狀物22的外端部2 布置，使得孔洞4 與孔21對齊。接著，將蓋螺栓12插過與第二凸緣部分44和側壁部分46限定在一起的凹槽45、穿過第一凸緣部分42的孔洞42a，進入孔21中。蓋螺栓12可以在孔21之內螺紋地上緊，以將第一凸緣部分42緊靠管狀物22的外端部22a。當轉接器40被附接至螺栓緊固式輪轂20』時，轉接器40和螺栓緊固式輪轂20』的縱向軸線基本同軸。在一個實施方案中，在將轉接器40附接至輪轂20』之後，再將旋擰式輪轂蓋30』 附接至轉接器40。此外，旋擰式輪轂蓋30』可以如以上關於圖2A-2D所述的旋擰式輪轂蓋 30』被附接至混合式輪轂20的相同的方式被附接至轉接器40。例如，將輪轂蓋30』置於轉接器40附近，使得輪轂蓋30，的螺紋軌道38與轉接器40的螺紋軌道48相鄰。接下來，將輪轂蓋30』相對於轉接器40旋轉，使得螺紋軌道38和48的匹配表面螺紋地彼此接合。輪轂蓋30』可以在轉接器40之內螺紋地上緊，以將輪轂蓋30』的凸緣部分34』緊靠轉接器40 的第二凸緣部分44。當輪轂蓋30，被附接至轉接器40時，輪轂蓋30，、轉接器40和螺栓緊固式輪轂20』的縱向軸線是基本同軸的。通過設置如上示例性所述的混合式輪轂20，同一輪轂可以被附接至兩種不同類型的現有輪轂蓋(即，螺栓緊固式輪轂蓋和旋擰式輪轂蓋)，而不需對輪轂蓋做任何變型。因此，輪轂組件可以設有螺栓緊固式輪轂蓋或旋擰式輪轂蓋。此外，通過設置如上示例性所述的轉接器，具有螺栓緊固式輪轂的輪轂組件可以設有旋擰式輪轂，而不需對輪轂蓋做出任何變型。使輪轂組件設有螺栓緊固式或旋擰式輪轂蓋的功能使得車輛操作者在維護車輛時具有更大的靈活性，同時降低了在輪轂組件使用壽命中的維護成本。前文為了說明本發明的示例性實施方案，並不應看作是對本發明的限制。儘管在此描述了一些示例性實施方案，本領域內技術人員應理解，在不實質偏離本發明的新穎性教導和優點的情況下，可以對本發明做出多種變型。
權利要求
1.一種用於卡車的混合式輪轂，其被配置為可互換地接受螺紋旋擰式輪轂蓋或螺栓緊固式輪轂蓋，該輪轂包括管狀物，其具有軸向孔和用於附接車輪的徑向凸緣，該軸向孔用於沿該軸向孔的縱向軸線接收車軸，該管狀物具有內端部和外端部，該外端部包括用於將外軸承組件保持在軸向孔的內表面之內的外軸承杯；外端部的環形周邊，所述環形周邊包括多個螺栓孔，所述螺栓孔被定位為接收蓋螺栓， 以將螺栓緊固式輪轂蓋保持在外端部之上；以及螺紋軌道，其朝所述軸向孔的縱向軸線徑向地向內突起且繞縱向定位的縱向軸線周向上帶有內螺紋，以接收具有外螺紋的旋擰式輪轂蓋。
2.根據權利要求1所述的混合式輪轂，其中所述螺紋軌道繞所述軸向孔的內表面布置，位於與所述環形周邊相鄰的位置，且被定位在所述外端部之內、縱向地在所述環形周邊和所述外軸承杯之間。
3.根據權利要求2所述的混合式輪轂，其中所述螺紋軌道在所述外端部之內整體地形成在所述軸向孔的內表面中。
4.根據權利要求1所述的混合式輪轂，其中所述螺紋軌道被縱向地定位在所述外端部之外。
5.根據權利要求2所述的混合式輪轂，其中所述螺紋軌道在一個環形轉接器中形成， 該環形轉接器包括多個螺栓孔，所述螺栓孔被定位為接收蓋螺栓，以將所述轉接器保持在所述外端部上、在用於螺栓緊固式輪轂蓋的所述螺栓孔中。
6.一種用於可互換地將螺紋旋擰式輪轂蓋或螺栓緊固式輪轂蓋附加至卡車輪轂的方法，該輪轂包括管狀物，該管狀物具有軸向孔和用於附接車輪的徑向凸緣，該軸向孔用於沿所述軸向孔的縱向軸線接收軸，該管狀物具有內端部和外端部，該外端部包括用於將外軸承組件保持在所述軸向孔的內表面之內的外軸承杯，該方法包括在所述外端部的環形周邊中形成多個螺栓孔，所述螺栓孔被定位為接收蓋螺栓，以將螺栓緊固式輪轂蓋保持在外端部之上；以及形成螺紋軌道，該螺紋軌道朝所述軸向孔的縱向軸線徑向地向內突起，且繞縱向定位的縱向軸線周向上帶有內螺紋，以接收具有外螺紋的旋擰式輪轂蓋；以及將螺紋旋擰式輪轂蓋和螺栓緊固式輪轂蓋的其中之一裝配至所述輪轂。
7.根據權利要求6所述的方法，其中所述螺紋軌道繞所述軸向孔的內表面形成，位於縱向地與所述環形周邊相鄰的位置，且被定位在所述外端部之內、縱向地在所述環形周邊和所述外軸承杯之間。
8.根據權利要求6所述的方法，其中所述螺紋軌道在環形轉接器中形成，該環形轉接器包括多個螺栓孔，所述螺栓孔被定位為對應於所述外端部中的螺栓孔；該轉接器通過蓋螺栓被聯結至所述外端部；以及，旋擰式輪轂蓋被旋擰至所述螺紋軌道。
全文摘要
一種用於卡車的混合式輪轂，其被配置為可互換地接受螺紋旋擰式輪轂蓋或螺栓緊固式輪轂蓋。該混合式輪轂包括管狀物，其具有軸向孔和用於附接車輪的徑向凸緣，該軸向孔用於沿軸線孔的縱向軸線接收軸，該管狀物具有內端部和外端部，該外端部包括用於將外軸承組件保持在軸向孔的內部表面之內的外軸承杯。外端部的環形周邊包括多個螺栓孔，所述螺栓孔被定位為接收蓋螺栓，以將螺栓緊固式輪轂蓋保持在外端部之上。一個螺紋軌道朝軸向孔的縱向軸線徑向地向內突起，且繞縱向定位的縱向軸線周向上帶有內螺紋，以接收具有外螺紋的旋擰式輪轂蓋。
文檔編號B60B27/00GK102189894SQ201110051439
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月3日 優先權日2010年3月3日
發明者J·A·布拉澤頓, J·施耐德, O·J·法科裡 申請人:凱爾喜控股公司