具有电化隔离的车轮组件 |
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| 申请号 | CN201010577042.3 | 申请日 | 2010-10-19 | 公开(公告)号 | CN102039779A | 公开(公告)日 | 2011-05-04 |
| 申请人 | 通用汽车环球科技运作公司; | 发明人 | R·M·克莱伯; R·维尔马; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及具有电化隔离的 车轮 组件。示例性 实施例 包括一种将外轮部分与 轮毂 电化隔离的产品和方法。中心轮部分可含有电化活性低于外轮部分的材料，并且可通过互 锁 装置连接到外轮部分上。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种产品，包括： |
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| 说明书全文 | 具有电化隔离的车轮组件技术领域背景技术[0002] 合金车轮普遍应用于汽车上，用以减轻重量和增加美学作用。当将合金车轮安装于通常由不同于合金车轮材料的诸如铁或钢的材料制造的轮毂时，电化腐蚀是设计时要考虑的。这些部件大部分的使用时间是在潮湿的环境中，通常伴有会促进电化腐蚀的铺路盐。发明内容 [0003] 一示例性实施例包括一种可包括车轮组件的产品。该车轮组件可包括由第一材料构成的中心轮部分和由不同于第一材料的第二材料构成的外轮部分。该中心轮部分可连接到外轮部分上，并可将外轮部分从轮毂处电化隔离，其中中心轮部分连接到轮毂上。 [0004] 一示例性实施例包括可包括通过将中心轮部分连接到外轮部分上而将该外轮部分与轮毂电化隔离的方法。该中心轮部分可径向延伸通过由中心轮部分和外轮部分限定的分界面的边缘。该连接可包括在中心轮部分和外轮部分之间形成互锁装置。 [0005] 一示例性实施例包括可包括将中心轮部分和外轮部分中的一个放置于车轮压铸模件中的方法。该方法可进一步地包括铸造中心轮部分和外轮部分中的另一个，以在中心轮部分和外轮部分之间形成互锁装置。该中心轮部分可由第一材料构成，外轮部分可由第二材料构成。第一材料的电化活性可低于第二材料。 [0006] 本发明提供了如下的技术方案： [0007] 方案1：一种产品包括：车轮组件，其包括包含第一材料的中心轮部分；和包含不同于第一材料的第二材料的外轮部分，其中该中心轮部分连接到外轮部分并将外轮部分与轮毂电化隔离，该车轮组件连接到轮毂上。 [0008] 方案2：根据方案1的产品，其进一步包括互锁装置，该互锁装置将中心轮部分连接到外轮部分。 [0009] 方案3：根据方案2的产品，其中，该互锁装置包括多个从中心轮部分延伸的突起。 [0010] 方案4：根据方案3的产品，其进一步包括至少一个孔，该孔至少部分地通过至少一个该突起。 [0011] 方案5：根据方案2的产品，其中，该互锁装置包括多个位于中心轮部分中的凹部。 [0013] 方案7：根据方案1的产品，其中，该第二材料包括镁。 [0014] 方案8：根据方案1的产品，其中，该第一材料的电化活性低于该第二材料。 [0015] 方案9：根据方案8的产品，其中，该第二材料包括镁。 [0016] 方案10：根据方案1的产品，其中，该中心轮部分进一步包括延伸部，该延伸部径向延伸超过由该中心轮部分和该外轮部分限定的分界面的边缘。 [0017] 方案11：根据方案4的产品，其中，该第二材料至少部分地延伸进入至少一个孔。 [0018] 方案12：根据方案5的产品，其中，该第二材料至少部分地延伸进入该多个凹部的至少一个。 [0019] 方案13：根据方案1的产品，其中，该第一材料包括铝合金和该第二材料包括镁合金。 [0020] 方案14：一种方法包括：通过将中心轮部分连接到外轮部分上而将该外轮部分与轮毂电化隔离，其中，该中心轮部分径向延伸通过由该中心轮部分和该外轮部分限定的交界面的边缘，并且其中，该连接包括在该中心轮部分和该外轮部分之间形成互锁装置。 [0021] 方案15：根据方案14的方法，其中，该外轮部分含有镁。 [0022] 方案16：根据方案14的方法，其中，该中心轮部分包括多个突起，以及形成互锁装置的步骤包括将该外轮部分铸于该中心轮部分上或将该中心轮部分铸于该外轮部分上。 [0023] 方案17：一种方法包括： [0024] 将中心轮部分和外轮部分中的一个放置于车轮压铸模件中； [0025] 铸造该中心轮部分和外轮部分中的另一个，以在该中心轮部分和外轮部分之间形成互锁装置； [0026] 其中，该中心轮部分包含第一材料，外轮部分包含第二材料，并且第一材料的电化活性低于第二材料。 [0027] 方案18：根据方案17的方法，其中，该互锁装置包括至少一个由该中心轮部分或该外轮部分限定的突起。 [0028] 方案19：根据方案17的方法，其中，在铸造步骤中，第二材料流入中心轮部分中的孔或凹部，或者第一材料流入外轮部分中的孔或凹部。 [0029] 方案20：根据方案17的方法，其中，第二材料包括镁。 [0030] 本发明其它的示例性实施例将通过以下提供的具体的说明而变得明显。应该明白的是，在公开本发明的示例性实施例时，具体的说明和详细的实施例只是为了描述的目的，并不是为了限制本发明的范围。附图说明 [0031] 本发明的示例性实施例通过具体的说明和附图将会更加全面地得以明白，其中： [0032] 图1是示例性车轮组件的正视图； [0033] 图2是车轮组件的示例性实施例的剖视图； [0034] 图3是示出安装于轮毂上的车轮组件的示例性实施例的剖视图； [0035] 图4是示例性中心轮部分的透视图； [0036] 图5是示出图4的示例性中心轮部分连接到外轮部分上的剖视图； [0037] 图6是示例性中心轮部分的透视图； [0038] 图7是示出图6的示例性中心轮部分连接到外轮部分上的剖视图； [0039] 图8是示例性中心轮部分的透视图； [0040] 图9示出图8的示例性中心轮部分连接到外轮部分上的剖视图； [0041] 图10是示例性中心轮部分的透视图； [0042] 图11示出图10的示例性中心轮部分连接到外轮部分上的透视剖视图； [0043] 图12是示例性车轮压铸模件的剖视图；以及 [0044] 图13是示例性车轮压铸模件的剖视图。 具体实施方式[0045] 下面关于实施例的说明在本质上只是示例性的，并不是为了限制本发明、其应用或其使用。 [0046] 附图描述了车轮组件10的示例性实施例、制造车轮组件10的方法，以及可组成车轮组件10的中心轮部分12的示例性实施例。 [0047] 参见图1，车轮组件10大体上可包括中心轮部分12和外轮部分14。外轮部分14可包括轮缘16，并且还可包括一个或多个轮辐18，其在大致径向方向上从轮缘16向中心轮部分12延伸。中心轮部分12可包括中心开口20和可限定一个或多个用于将车轮组件10连接到车辆上的带耳螺栓孔22。 [0048] 参见附图2，车轮组件10可具有内侧和外侧。内侧通常表示当车轮组件10装到车辆上时车轮组件10朝向车辆的一侧，外侧则通常表示当车轮组件10装到车辆上时车轮组件10背向车辆的一侧。中心轮部分12可连接于外轮部分14上，并可包括位于其内侧的先导孔24。 [0049] 参见图3，车轮组件10可连接到车辆的轮毂26上。轮毂26可包括各种部件，比如轮轴28、制动盘30，以及一个或多个带耳螺栓32。轮毂26当然还可包括各种其它未示的部件。轮轴28可包括容纳于先导孔24中的先导面34，以帮助车轮组件10在轮毂26上对中。带耳螺栓32可容纳于中心轮部分12的带耳螺栓孔22中。一个或多个带耳车轮螺母36可用于与带耳螺栓32结合，以将车轮组件10连接到轮毂26上。可以选择中心轮部分12的几何形状，这样轮毂部件或带耳车轮螺母36都不会与外轮部分14产生直接体接触。这可帮助外轮部分14与轮毂26电化隔离。 [0050] 在有电解液的情况下，比如海水，或其它包含溶解盐的水，当两个或更多个不同金属彼此接触时，原电池就产生了。当原电池产生时，电化活性更高的金属可以高于它单独或单独存在于相同电解液中时的速率腐蚀。更高活性的金属的这种更高速率的腐蚀就是电化腐蚀。可以影响金属电化腐蚀的速率的其中一个因素是它们在如表I中示例的电位序中的相对位置。表I包括常见材料按照其在海水中的各自电化活性排序的列表。列表上部的材料具有较高的电化活性，列表下部的材料具有较低的电化活性(或更不易腐蚀)。该列表本质上只是定性的，并不是定量的；也就是，该表中从一种材料到另一材料的相对距离与相对电化活性并不一定是成比例的。 [0051] 表1.电位序 [0052] [0053] 电位序中两种金属离得越远，在电解液存在的情况下，当与较低活性金属接触时，较高活性金属的腐蚀速率就越高。比如，如果镁和钢在电解液存在的情况下接触，镁将以高于镁和铝合金在电解液中接触的腐蚀速率而腐蚀。这是因为镁和铝在电位序中彼此的位置比镁和钢更靠近。再比如，如果在电解液存在的情况下镁和铜接触，镁将会以甚至更高的速率腐蚀。 [0054] 再次参见图3，中心轮部分12可含有第一材料，并且外轮部分14可含有不同于第一材料的第二材料。在一实施例中，该第一材料的电化活性可低于该第二材料。中心轮部分12的几何形状可选择为当中心轮部分12连接到轮毂26上时，中心轮部分12可将外轮部分14与轮毂26电化隔离。中心轮部分12可通过阻止外轮部分14和轮毂26彼此接触而将外轮部分14与轮毂26电化隔离。通过为中心轮部分12和外轮部分14挑选不同的材料，可在车轮组件10和轮毂26的各个部件中选择性地控制电化腐蚀。 [0055] 比如，中心轮部分12可包含铝或铝合金，外轮部分14可包含镁或镁合金。轮毂26的一个或更多个部件可包含钢或铸铁。通过如前所述的用中心轮部分12将外轮部分14与轮毂26电化隔离，外轮部分14的腐蚀速率从而可以降低到低于如果整个车轮组件10都由第二材料构成而导致的腐蚀速率。这使得车轮设计者可以采用相对电化活性高的材料，而减少了关于电化腐蚀的担心。当然，也可采用其它的材料组合。比如，当第二材料包括镁，并且轮毂包括钢或铸铁时，第一材料可包括锌或镉。或者第一材料可包括一个或更多个电绝缘材料比如陶瓷或聚合材料。其它因素可能影响材料的选择，其中包括比如强度、成本和可制造性。 [0056] 再次参见图2和图3，中心轮部分12和外轮部分14在该两部分彼此接触的地方可限定分界面38。分界面38可包括内侧边缘40和外侧边缘42。中心轮部分12可包括延伸部44，其径向延伸超过分界面38的内侧边缘40。延伸部44可防止电解液在外轮部分14和轮毂26之间聚集和形成接触，从而进一步防止在外轮部分14和轮毂26之间产生原电池。 [0057] 车轮组件10可包括互锁装置46，以将中心轮部分12连接到外轮部分14上。互锁装置46一般可位于分界面38处。互锁装置46一般可包括将外轮部分14连接到中心轮部分12上的、以及防止两部分在轴向、径向、圆周向相对移动、或者防止外轮部分14从中心轮部分12分离的多个特征。参见图4至11，比如，这些特征可包括突起48、凹部50、孔52和槽54的各种组合。中心轮部分12可包括这些类型特征中的一个或更多个，外轮部分14可包括这些类型特征中的一个或更多个。通常，在中心轮部分12包括一个特征比如突起48时，外轮部分14可包括一个相应的特征，比如凹部50或孔52。图4至11示出包括这些特征中的一个或更多个以形成互锁装置46的中心轮部分12的各种实施例。 [0058] 参见图4，中心轮部分12的一实施例可包括多个突起48。突起48可从中心轮部分12的外表面56处大体上径向延伸。如图所示外表面56大体上可为环形，但也可是各种形状。每一个突起48可包括一个或更多个表面，包括内侧面58、外侧面60和各侧面62。每一个突起48都有可能具有单一连续表面，比如，作为举例如果突起48包括圆或椭圆截面。 每一个突起48可包括一个或更多个孔52。孔52可至少部分地延伸通过突起48或可完全延伸通过突起48，以形成一个通孔。孔52可设置于一个或更多个突起48中。图5示出图 4的中心轮部分12连接于外轮部分14上的截面。构成外轮部分14的第二材料可至少部分地延伸进入至少一个孔52。本实施例中示出的孔52形成于突起48的外表面60上，但是也可形成于突起48的内表面58或其它一个或多个面上。 [0059] 参见图6，突起48可包括内侧面58、外侧面60、连续侧表面62。当从中心轮部分12的外表面看时，侧表面62可为连续波形形状。图7示出图6的中心轮部分12连接到外轮部分14上的截面，并示出可包括在突起48中的通孔形式的孔52。每一个通孔可从突起 48的内侧面58延伸至外侧面60，或者可从每一个突起48的其它面延伸或者延伸至每一个突起48的其它面。 [0060] 参见图8，突起48在其一个或更多个各自的面上可包括一个或更多个槽54。槽54可沿大致圆周方向延伸，如图所示，或者可沿其它方向延伸。槽54可形成在突起48的外侧面60上，或者可形成在突起48的内侧面58或者侧表面62上，或者在突起48各个面的组合。图9示出图8的中心轮部分12连接到外轮部分14的截面，并示出形成在突起48的内侧和外侧面上的槽54。 [0061] 参见图10，中心轮部分12可包括多个凹部50。凹部50可形成在中心轮部分12的外表面56上。凹部50可大体径向延伸进入外表面56。如图所示，凹部50可具有大体圆的截面，或者可具有其它形状的截面。图11示出图10的中心轮部分12连接到外轮部分14上的截面。构成外轮部分14的第二材料可至少部分地延伸进入多个凹部50中的至少一个。图11中示出的互锁装置46的另一种描述方式是外轮部分14可包括多个突起48，其大体在径向上至少部分地延伸进入形成于中心轮部分12的凹部50。 [0062] 在一些实施例中，中心轮部分12可只需包括延伸部44。而在其它实施例中，中心轮部分12可包括作为延伸部44的第一件和可构成中心轮部分12的其它部分的第二件。 [0063] 中心轮部分12的各种例子都只是形成互锁装置46以将中心轮部分12连接到外轮部分14上的一些方式。各种其它互锁装置46也是可能的。这些示例性的中心轮部分12可采取各种制造技术形成，包括，但并不仅限与此，拉模铸造、锻造、冲压、机械加工，或这些技术的各种组合。另外，互锁装置46只是将中心轮部分12连接到外轮部分14上的一种方式。可预想得到其它各种形式的连接，比如机械紧固件、焊接、粘附、过盈配合，或其它。 [0064] 与车轮组件10的各种示例性说明相一致的，将说明一种方法，其包括将外轮部分14与轮毂26电化隔离。该方法可包括将中心轮部分12连接到外轮部分14上。连接步骤可包括在中心轮部分12和外轮部分14之间形成互锁装置46。该方法中的中心轮部分12可包括延伸部44，该延伸部径向延伸通过由中心轮部分12和外轮部分14限定的分界面38的内侧边缘40。中心轮部分12可还包括多个从该中心轮部分延伸的突起48或多个在该中心轮部分中形成的凹部50。突起48可包括一个或更多个至少部分地通过该突起的孔52。 如前所述，有些实施例中的中心轮部分12可只需包括延伸部44。然而在其它的实施例中，中心轮部分12可包括作为延伸部44的第一件以及可构成中心轮部分12的其它部分的第二件。一实施例中，形成互锁装置46的步骤可包括将外轮部分14铸于中心轮部分12上或周围。在另一实施例中，形成互锁装置46的步骤可包括将中心轮部分12铸于外轮部分14上或铸进外轮部分14内。在其它实施例中，连接步骤可包括采用机械紧固件或通过比如焊接、硬焊、软焊的结合操作，或在中心轮部分12或外轮部分14的至少一个上应用粘合剂，或其它合适的技术，将中心轮部分12连接到外轮部分14上。 [0065] 参见图12和图13，描述一种方法。在一个实施例中，该方法可包括将中心轮部分12置于车轮压铸模件64中，和将外轮部分14铸于中心轮部分12上或周围以形成与中心轮部分12的互锁装置46。在另一实施例中，该方法可包括将外轮部分14置于车轮压铸模件 64中，将中心轮部分12铸于外轮部分14上或铸进外轮部分14内以形成互锁装置46。如前所述，中心轮部分12可由第一材料构成，并且外轮部分14可由第二材料构成，并且第一材料的电化活性低于第二材料。例如，第一材料可包括铝，第二材料可包括镁，但其它一些材料的组合也是可能的。车轮压铸模件64可包括各种部件，包括下部66、上部68、左侧件 70、右侧件72。示出模件64处于关闭位置时的截面。上部68可在向上的方向上移动以将模件64置于打开的位置。同样的，左侧件70和右侧件72可各自在左和右的方向上移动，以将模件64置于打开的位置。当在关闭的位置时，模件64限定一空腔74，其大致是所要的车轮组件10的形状。模件64当然可包括各种其它未示出的部件。 [0066] 在一个实施例中，当模件64在打开位置时，中心轮部分12可放在模件64中，并置于模件64的下部66上。下部66可包括各种定位装置76以将中心轮部分12相对于空腔74对中或合适地将其引导。定位装置76可容纳于中心轮部分12的特征中，比如中心开口 20、带耳螺栓孔22或其它特征。接着模件64可通过移动上部68、左侧件70、右侧件72至其相应的关闭的位置而置于关闭的位置。铸造步骤可包括将第二材料以液体或熔化的形式注入材料入口78，该材料入口78可位于模件64的上部68上方。材料入口78可通过延伸通过模件64上部68的浇口道80与空腔74流体相通。这样，第二材料可以通过浇口道80流入空腔74。一旦在空腔74中，第二材料可流入形成在中心轮部分12中的或形成在从中心轮部分12处延伸的突起48中的孔52或凹部50中。当空腔74被充分地填满，第二材料可被冷却和固化。然后，模件64可置于打开的位置，车轮组件10可从模件64的下部66取出。 [0067] 在另一实施例中，如图13最好地所示，可在打开的位置时，将外轮部分14放到模件64中。接着，模件64可被置于如前所述的关闭的位置。铸造步骤可包括将液体或熔化的形式的第一材料注入材料入口78，以使第一材料通过浇口道80流入空腔74中。一旦在空腔74中，第一材料可流入形成于外轮部分14上的孔或凹部中。当空腔74被充分地填满，第一材料可被冷却和固化。然后，模件64可置于打开的位置，车轮组件10可从模件64的下部66取出。 [0068] 附加的处理操作，比如机械加工，可用于去除第一或第二材料的部分，尤其是冷却时凝固在浇口道80中的第一或第二材料。同时，可从外轮部分14的内侧移除一些第二材料，以使中心轮部分12以所需的径向距离延伸通过由中心轮部分12和外轮部分14限定的分界面38的边缘。在一些比如将中心轮部分12铸于外轮部分14上或内的实施例中，附加的处理操作比如机械加工可被用于去除一些第一材料，以在铸造之后和在去除固化在浇口道80中的材料之后，形成中心轮部分的先导孔24。 [0069] 以上描述的铸造工艺可为传统的重力送料式铸造工艺。也可使用其它铸造工艺，比如将铸造材料压缩的模压铸造。也可采用其它技术铸造外轮部分14或中心轮部分12，比如粉末冶金技术，其中第一或第二材料以粉末的形式，置于空腔74中，承受非常高的压力并烧结。 [0070] 在所述方法中使用的第一和第二材料的选择可基于一些因素，包括但不仅限于它们的相对电化活性、它们的相对熔点、成本、重量、美观以及是否适用于所实施的实施例的特定制造步骤。 [0071] 以上对于本发明的实施例的描述只是本质上的示例，因此对其所做的变型不能视为背离本发明的精神和范围。 |
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