车轮 |
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| 申请号 | CN200680014678.9 | 申请日 | 2006-03-14 | 公开(公告)号 | CN101218110B | 公开(公告)日 | 2011-08-17 |
| 申请人 | 武井义之; | 发明人 | M·威尔森; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种 车轮 ，特别用于轿车和摩托车，包括用于接纳轮胎的 轮辋 和将此轮辋与 轮毂 连接起来的 轮辐 单元或轮盘，其中，轮辋是用塑料做成的，而轮辐单元或轮盘是用金属做成的，轮辋与轮辐单元或与轮盘形 锁 合地和/或 力 锁合地或材料接合地相连。为了轮盘相对于 轮辋底部 的准确 定位 和为了所要求的外观设计的实现，依本发明提出如下建议：轮辐单元或轮盘通过至少一个被引导穿过轮辋底部的连接件与轮辋连接起来；连接件被接纳在轮辐单元或轮盘中，使得该连接件一方面通过轮胎和另一方面通过轮辐单元或轮盘被完全地遮盖。 | ||||||
| 权利要求 | 1.车轮(1)，包括用于接纳轮胎的轮辋(2)和将轮辋(2)与轮毂(4，14，24)连接起来的轮辐单元(3，13)或轮盘(23)，其中，轮辋(2)是用塑料制成的，轮辐单元或轮盘(23)是用金属制成的，并且轮辋与轮辐单元(3，13)或与轮盘(23)形锁合地和/或力锁合地或材料接合地相连，其中，轮辐单元(3，13)或轮盘(23)是通过至少一个被引导穿过轮辋底部的连接件(5，25)而与轮辋(2)相连的；连接件(5，25)接纳在轮辐单元(3，13)或轮盘(23)中，使得连接件(5，25)一方面通过轮胎和另一方面通过轮辐单元(3，13)或轮盘(23)被完全地遮盖， |
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| 说明书全文 | 车轮[0001] 本发明涉及一种车轮，特别是用于轿车和摩托车的车轮，包括用于接纳轮胎的轮辋和将轮辋与轮毂连接起来的轮辐单元或轮盘，其中，轮辋是用塑料制成的，而轮辐单元或轮盘是用金属制成的，轮辋与轮辐单元或与轮盘形锁合地和/或力锁合地或材料接合地相连。 [0002] 车轮视用途之不同而有不同的构造。各个车轮之间的技术差异首先是由轮辋的结构来决定的，轮辋应接纳一个无内胎的或者以内胎装备的充气轮胎。由于车轮对汽车的外观影响甚大，所以用户都希望独特地设计车轮。为了能以少量部件实现尽可能高的结构多样化，车轮按一种积木式原理用不同的零件拼合而成。轮辋可用零件组装，这样就可实现技术上的多样性和灵活性，轮毂与轮辋的连接对于不同的车轮也可有不同的设计结构，从而可实现车轮外观上的灵活多样化。 [0004] 由于采用塑料作轮辋，与全金属结构相比，车轮大大地减少了重量。以往都放弃了轮辋和轮毂之间的连接的塑料结构设计，因为找不到可供使用的具有相应稳定性和耐热性的塑料。 [0005] 按现有技术，例如在DE4123459C1中，因此提出，用塑料制造轮辋，并在塑料轮辋上加装一个轮盘，而轮盘是用金属制成的。但各车轮部件的连接，尤其是轮毂和轮辋之间的连接是成问题的。轮毂和轮辋的连接必须承受高的转矩，特别是在刹车时，与此同时，上述连接必须设计为，使得用于无内胎轮胎的轮辋的气密性不会受到不利影响。 [0006] 因此，在DE4123459C1中建议，将一种金属的轮盘装配到轮辋的轮圈上，该轮圈是朝向轮毂定位的。在该专利文件中所介绍的轮圈安置在车轮内侧，与轮毂相对，处于轮辋的深槽下面。从车轮的朝向车辆的那侧，将螺钉通过螺钉孔插入到该轮圈中，这些螺钉用它们的螺纹啮入到轮盘的相应内螺纹中。其中，装上的轮盘遮盖着该轮圈，而处在轮辋的穹形部和深槽之间的边缘上。但是，在DE4123459C1中所介绍的用于固定轮盘的轮圈在塑料轮辋的制造方面造成很大的问题。由于该轮圈之故，制造例如铸造时会遇到很大困难，因为这种一件式的轮辋不再能从模具中取出。为了解决这一问题，通常设法采用一种多件式模具。 [0007] 在这样成形的轮辋的制造中存在另一个问题，其也是在使用复合材料作为塑料轮辋时存在的问题。例如在制造纤维复合材料时，这种轮圈就会带来这样的问题：纤维复合材料在模具内不能足够准确地定位，使轮辋的正好是这个承受很高载荷的部分具有均匀的纤维增强。 [0008] 这种类型车轮的另一个问题是：通过所使用的装配轮圈，使车轮具有一个装饰性侧面和一个朝车辆的装饰性较差的侧面。因此，这样设计的车轮只适用于汽车。将车轮用于摩托车时，重要的一点是：该车轮从车轮平面的两边都具有一个装饰性侧面，该侧面不受装配螺钉的不利影响。 [0009] 在US4,982,998中提出一种适用于复合式车轮的设计结构，依此，装配螺钉被引导穿过轮辋的肩部，穿过轮盘，并利用螺母固定在其朝向车辆的一侧上。尽管这种结构形式不用在制造方面存在问题的装配轮圈也行，但同样只适用于汽车，而不适合于摩托车。 [0010] 因此，本发明的目的是，提供一种车轮，这种车轮是由不同材料制成的，特别是，用纤维增强的塑料制造轮辋，用金属制造轮盘或轮辐单元，其中，不存在现有技术的那些问题。 [0011] 本发明提出的目的是通过下述措施得以实现的：轮辐单元或轮盘通过至少一个连接件与轮辋连接起来，该连接件被引导穿过轮辋底部；连接件接纳在轮辐单元或轮盘中，使得该连接件一方面通过轮胎、另一方面通过轮辐单元或轮盘被完全地遮盖。本发明的其它有利发展由各项从属权利要求给出。 [0012] 利用至少一个被引导穿过轮辋底部的连接件将轮辐单元或轮盘与轮辋连接起来，其优点在于：可放弃例如在DE4123459C1中所介绍的轮圈，从而避免了在制造一种可承受高负荷的轮辋内圈时所存在的问题。由于所述至少一个连接件被引导穿过轮辋底部，所以一个轮盘或一个轮辐单元可以形锁合地配合到轮辋内侧中，其中，所说的轮辋内侧是指轮辋的朝向轮毂的那一侧；所述至少一个连接件穿过轮辋将轮盘或轮辐单元与轮辋连接起来。在此情况下，使用塑料可实现轮辋底部的可靠密封，而这种密封在采用现有技术中的金属轮辋迄今为止是不可能的。与金属轮辋相比，用塑料制的轮辋可以采用这样的材料，这些材料可以与塑料相接合，从而在其朝向塑料的那侧上可拥有很高的密封性。在此，就一种可变形的用作为密封物的塑料而言，也能可靠地密封朝向连接件如螺钉或铆钉的那侧，从而也可将轮辋用作为无内胎轮胎的支座。 [0013] 此外，穿过轮辋底部的在轮盘或轮辐元件之间与轮辋的连接，提供了这样的优点：在单侧的、对轮辋施加的大的机械负荷可以通过在朝向轮毂的那侧上使用一个装配轮圈得以避免，这是因为轮盘或者因为轮辐元件支撑在轮辋的内部之故。 [0014] 有利的是，轮辋是由碳素纤维增强的塑料制成的，特别有利的是，轮辋是由碳素纤维增强的环氧树脂制成的。由于采用了碳素纤维增强的环氧树脂，可达到下述目的：相对于金属车轮，一方面可以明显减小整个车轮的重量，从而可以大大减小车辆的未装弹簧避震的质量。此外，采用环氧树脂时，就可使用能与环氧树脂表面相连接的密封件，因为环氧树脂是可以粘接的，所以可达到实现所述至少一个连接件良好密封的目的。此外，还有一个优点是，碳素纤维增强的环氧树脂所具有的稳定性高于例如相同重量的钢。 [0015] 在使用纤维织物和纤维夹层以增强环氧树脂的情况下，可以采取不同的纤维排列布置。一方面可以按切线方向将纤维缠绕在轮辋的周围，从而可达到轮辋的特别高的抗扭转强度。此外还可将纤维织物和纤维夹层作为纤维成份用于环氧树脂中，它们可按常规的织法制造出来，所以例如可相对于切向的轮辋底部平面，按纤维的对角位置，确定纤维的一种垂直布置或一种平行布置或者在不同方向上的一种总体布置。视纤维定向的选择之不同，轮辋在不同方向中具有不同的强度特性。本领域技术人员可根据所要求的强度特性，来选择纤维在环氧树脂中的纤维定向，也可以选择不同的纤维方向的联合来作为纤维增强措施。 [0016] 根据本发明的另一项有利的发展，一个气门孔从轮辋开口侧通到朝轮毂的那侧。通过使用这样一种从轮辋开口侧通到朝向轮毂那侧的气门孔，也可将该气门孔安置在车轮内部隐蔽的位置，从而，该气门不致于损害车轮的外观。 [0017] 按本发明的特殊设计，设置一种用于承接轮辋和轮辐单元之间的连接的气门孔，其中，所述连接构造成空心的，用于使轮胎气体通过。由于使用一个气门孔来接纳轮辋和轮辐单元或轮盘之间的连接，从而可达到下述目的：气门孔在轮辐单元或轮盘内部延伸，从而就可放弃穿过轮辋底部的其他的孔，这样就提高了轮辋底部的稳定性，并且还提供了一个可能性，即，将气阀隐蔽起来。 [0018] 有利地，所述至少一个被引导穿过轮辋底部的连接件配有至少一个在轮辋开口侧的密封件，其中，该密封件是用纸、用橡胶、用硅树脂、用聚氨酯或者用一种其它的弹性体制成的。除了使用所述密封件来密封轮辐之外，还有一个可能性，即，例如通过使用压缩螺钉或具有特型头部的螺钉来实现密封性，其中，连接件如此牢固地与轮辋相连，而形成一种严密的连接结构。在使用密封材料的情况下，就可放弃可能太强的螺钉连接或铆钉连接，而又不致于因此影响轮辋的密封性。特别是在使用弹性体作为密封件时，弹性体可以在不凝结的状态中作为密封物置入，依此，该弹性体在连接时凝结，并与轮毂的表面实现化学性连接，从而达到较高程度的密封。 [0019] 其中，还可使用其它材料，用以实现密封材料和连接件本身之间更高的密封。而还有一种可能性是，将连接件的伸入到轮辋中的部分通过密封材料本身进行接合或粘合。通过接合或粘合，便可达到下述目的：连接件可完全埋在密封材料中，从而在所述至少一个连接件周围形成一种无隙缝的或无毛细管的密封。 [0021] 在本发明的一项优选的发展中，轮辐单元或轮盘形锁合地贴靠在轮辋的朝轮毂的2 那侧上，其中，轮辐单元或轮盘的形锁合面积至少为1cm 或更大。对于具有为数甚少轮辐(辐条)的车轮而言，在这里指的是少到3至9个轮辐以下，但也可以是处在这个数量级之内的数目，有利的是：每个单独的轮辐在轮辋底部的朝向轮毂的那侧上的接触面是如此大，使得车辆的负荷均匀地分配到轮辋面上，并避免点负荷。这样还可达到更高的稳定性和轮毂-轮辋连接的更高的转矩承载能力。在此，每个轮辐利用至少一个连接件与轮辋底部相连接。 [0022] 本发明提出的车轮可以作为陡肩轮辋或作为宽轮辋设计，依此，在陡肩轮辋的情况下，轮辐单元或轮盘处在轮辋斜肩上；在宽轮辋的情况下，轮辐单元或轮盘则处在轮辋底部的朝向轮毂的那侧上。此外，也可考虑任何其它的轮辋结构形式，其中，轮辐单元或轮盘被安置在轮辋的一个朝向轮毂的面上，其提供了用于相应的接触面的位置。 [0023] 其中，轮辋可以是在车轮平面中或者也在径向分开的。对于在径向划分开的轮辋，提供了这样的优点：可以通过一种积木式系统组合出不同的轮辋宽度，其中，在一个轮辐元件的情况下，各轮辐可以置于一个轮辋部分上，也可以置于两个轮辋部分上。还有一种可能性是，轮辐元件作为那些在径向分开的轮辋部分的连接件使用，其中，分别将一个连接件引导穿过轮辋部分，并使之接合到轮辐元件中，从而可使这种在径向分开的轮辋保持组合。同样地，还有一种可能性是，在径向将轮辋分开，在这种情况下，同样借助轮辐元件或者通过轮盘使轮辋保持组合在一起。 [0025] 附图表示： [0026] 图1本发明提出的车轮的垂直横断面，垂直于车轮平面，配有一个轮辐单元，[0027] 图2本发明提出的车轮的垂直横断面，配有在径向分开的轮辋，[0028] 图3本发明提出的车轮，其横断面垂直于车轮平面，配有一个轮盘，[0029] 图4本发明提出的车轮，其轮辐结构的正视图。 [0030] 图1中示出了本发明提出的一种车轮1，该车轮包括一个轮辋2和一个轮辐单元3。在轮辐单元3的中心处承接了轮毂4，在该轮毂上安置有车辆的车轴和制动圆盘。轮辐单元3是通过连接件5与轮辋2相连的，其中，轮辐单元3在轮辋底部的朝向轮毂的那侧上具有比较大的接触面。连接件5从轮辋开口侧被引导穿过轮辋2并由轮辐单元3所接纳，这样，连接件5在车轮1正常使用的情况下，一方面通过车轮的轮胎和另一方面通过轮辐单元而完全地从环境加以掩蔽了。 [0031] 图2中示出了本发明提出的一种车轮10，该车轮包括两个在径向分开的轮辋部分11、12，这两个轮辋部分通过一个中央的轮辐单元13而彼此连接起来。将这两个轮辋部分 11、12连接起来的轮辐单元13在其中心处具有轮毂1 4，以用于连接车辆的制动圆盘和车轴。这两个轮辋部分11、12通过至少两个连接件5从朝向轮辋的轮辋开口的那侧穿过所述轮辋部分11、12，而分别与一个连接件15相连，其中，中央的轮辐单元13将两个在径向分开的轮辋部分11、12联合起来。其中，中央的轮辐单元13处在轮辋底部的朝向轮毂的那侧上，该轮辋底部是由轮辋部分11、12所形成的，轮辐单元于是将车辆负荷传递到由轮辋部分11、12所构成的轮辋上。 [0032] 图3中示出本发明提出的一种车轮20，这种车轮包括一个陡肩轮辋22和一个中央轮盘23。中央轮盘23具有一个轮毂24，本发明的车轮20经过该轮毂与车辆的制动圆盘和车轴相连。轮盘23通过连接件25与陡肩轮辋22相连，其中，连接件25完全地被接纳在轮盘23中。因此，在本发明的车轮20正常使用的情况下，连接件25完全地从外部环境一方面通过车胎和另一方面通过轮盘23而掩蔽起来。此外在图3中还示出一个阀门27，该阀门被导引穿过陡肩轮辋22的轮辋底部。 [0033] 图4中示出本发明提出的一种车轮30，该车轮包括一个轮辋31和五个轮辐(辐条)32。各个轮辐32 是在轮毂34上彼此材料接合地相连，而在其圆周上在轮辋的范围内则没有在外面经过轮辋31的连接。各个轮辐32用于接纳连接件33，该连接件被引导穿过轮辋底部，从而将轮辋31与各个轮辐32连接起来。通过本发明提出的连接件33的设置(这些连接件被引导穿过轮辋31并被接纳在轮辐32中)，从而将连接件33从视觉上遮盖起来，所以从外面看不出连接件33。 [0034] 在图1至3中示出了本发明的一些不同的设计，其中，这些附图并不是对本发明的穷尽性描述。各实施例应当被看作只是代表了多种不同的轮辋形式以及轮盘或轮辐单元的不同结构。 [0035] 附图标记一览表 [0036] 1车轮 20车轮 [0037] 2轮辋 22陡肩轮辋 [0038] 3轮辐单元 23轮盘 [0039] 4轮毂 24轮毂 [0040] 5连接件 25连接件 [0041] 6接触面 27阀门 [0042] 10车轮 30车轮 [0043] 11轮辋部分 31轮辋 [0044] 12轮辋部分 32轮辐 [0045] 13轮辐单元 33连接件 [0046] 14轮毂 34轮毂 |
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