在公路运输卡车和挂车上具有用螺栓定位的车轮。已经发生过卡车和挂 车车轮及车轮组件从运动的车辆意外地脱开的情况。一旦脱开，车轮或组件 将会不受约束地行驶，造成财产损坏、伤害甚至死亡。
目前尚无限制运输车辆上的车轮或车轮组件意外脱离的方法。当前的准 则是依赖于车轮和车轮组件的安装而没有(采用)任何第二约束机构。这种系 统允许原始安装机构完全失效，而仍然将车轮或车轮组件保持在车辆上。
在操作中车轮组件是采用轴承和轮毂安装在车轴上，其具有一相当重的 旋转质量。当车轮破裂或从轮毂上分离时会出现这样的问题：车轮轴承和/ 或轮毂失效或车轴破损。在这些情况下，一些或所有车轮组件将从车辆上分 离并且将不受约束。
在所有这些失效的情况中，分离的车轮或车轮组件部分必定会以不受约 束的方式从车辆上移开。
相关的背景技术有1953年2月3日颁发的M.H，Toncray等的美国专利 US2,627,437，和1995年10月31日颁发的Bowen等的美国专利 US5,462,324，它们分别描述了汽车车架结构和用于机动车的车轮防护附加 装置。
发明概述
本发明的主要目的是提供一种车轮的约束系统，以便在车轮破裂或从轮 毂上分离时提供保护。
根据本发明提供了用于车辆的车轴安装的车轮约束系统，该车辆具有一 车架，车轴固定到车架上，该系统与地面和车轮之间留有足够的间隙，以免 受路面的损坏，并且在车辆正常操作过程中与车轮的运动不产生干涉。该系 统包括固定到车架上的一笼架组件，该笼架组件包括固定到车架上的一系列 杆，并且这些杆从车架向下以及在车轮前、后和沿车轮外侧延伸，从而使得 车轮的下部露出，以允许车轮接触路面和在车辆正常操作过程中具有不受妨 碍的运动，如果车轮从车轴脱开，就将车轮保持在最靠近于其原始安装部 位，截留车轮并随同车辆一起携带该车轮。
本发明的笼架通过包围车轮或车轮组件来约束意外脱开的车轮，不使其 离开运动的车辆。
附图简要说明
通过阅读下列详细描述及参照附图，本发明的这些及其它优点将显而易 见，其中：
图1是根据本发明的车辆的约束系统应用于运输挂车的透视图；
图2是图1系统的侧视图；
图3是图1系统从底面看的平面图；
图4是根据本发明车轮约束系统的一变化实施例应用于挂车时从下面看 的平面示意图；
图5是根据本发明的车轮约束系统的另一变化实施例应用于挂车时从下 面看的平面示意图；
图6是车辆的车轮组件从后面看时的部分示意图，其中在该车轮组件上 已安装有本发明车轮约束系统的一变化的实施例。
虽然本发明将结合例示的实施例进行描述，但应当理解并非想将本发明 限定于这些实施例。相反，本发明将覆盖由所附权利要求书限定的本发明的 实质和范围内的所有变型、修改和等同物。

在下列描述中，图中类似的零件给出了类似的参考标记。
回到图1，示出了用于车轮4的一约束系统2，其中车轮4安装在固定 于挂车8的车轴6的轮毂7上。约束系统2包括由杆或板12制造的笼架10， 杆或板12最好由弹簧钢制成。笼架10被焊接到或由其它方式固定到挂车8 的车架14上，并且其构成仅使车轮4的下部露出，允许车轮与路面接触和 留有足够的间隙，以免受路面损坏。最好笼架由合适的斜拉杆16支承。已 发现在车轮前和后大约2英寸、在车轮前外侧大约1.5英寸和在车轮后外侧 大约2英寸的笼架间隙是适当的，以提供车辆在正常情况下不受妨碍的进行 操作。用于车轮的外侧间隙应当小于车轮必须横向向外移动脱开轮毂6的距 离。而且，由于前外侧间隙略小于后外侧间隙，因此假如一车轮在车辆向前 运动过程中会脱离，则笼架将起作用，控制车轮向内并且回到轮毂6上的位 置。
在操作中，笼架10的约束杆12防止车轮4向侧面或在车辆下脱开。
当然，笼架10的实际结构可以改变。笼架10所覆盖的范围以及杆12 在侧面的位置，将根据要求和安装有笼架10的车辆或挂车的外观来设定。 车轮笼架应当有足够的强度和连接力，以承受车辆作用在笼架上的负荷而不 至于完全损坏或脱开。
图4和5所示笼架的变型结构，表示用于挂车的这种结构中，车轮4向 外延伸于车架14侧面外(图4)和车轮4位于车架14下(图5)。在这些实施例 中，笼架10在车架14上的固定是通过呈角度的连杆17而进一步加强，连 杆17在车架的部位和车架14上隔开的位置之间延伸，并固定到这些部位和 位置上，正如图中所示。
笼架10可以具有可选择的板件或带件(未示出)，它们用作防护板和/或 挡泥板。而且，如果将笼架10用作一固定安装部位，则可选的侧面缓冲保 险杠(亦未示出)可以沿侧面同时安装在车辆的车轮笼架前和后，以提供防止 其它车辆或防止人员被卷入车轮下面的一些保护，由此大大降低了对路面使 用人员的危险。
可以根据需要在笼架10的约束杆12上、或者在其它合适的位置安装各 种警示标志、传感器和警示装置，以将车辆驾驶员的注意力吸引到正被约束 的脱开的车轮或车轮组件上。
根据本发明的车轮约束笼架10，可以采用例如由螺栓20连接到车架上 的一安装板18来牢固地安装到车辆的车架上。安装板具有连接于其上的臂 22，它从车架以非常靠近车轮的方式横向延伸。这些臂22由金属管或板制 造，并且固定在它们的位置上。这些臂从车轮组件的轮胎4的外侧边缘向外 延伸大约1～2英寸。在臂22的外侧边缘是一安装板24，用于连接侧面约 束臂或板26。(臂22和26构成笼架10的约束杆12)。在该方式中，如果一 车轮4从其车轮组件上的螺栓连接位置松开，则该车轮将通过与所述金属管 或板臂26接触而限制其横向运动。被约束的每一车轮4具有两个臂22，其 中一个臂22在车轮4之前，一个臂22在其后，并且在轮胎前与前臂22之 间有大约2英寸的间隙，在后臂22与车轮4背后之间也有大约2英寸的间 隙。臂22可以如此构造，以至使它们向下倾斜，从而每一臂的外端将位于 与车轮4及相连的轮毂7和车轴6的中心同一高度处。
侧面约束臂或板26的构造，致使其横向延伸与车架隔开，并且从其连 接到臂22上的部位到相连轮胎4的前面外边缘具有大约1.5英寸的间隙，而 到轮胎4后面外边缘具有大约2英寸的间隙。约束臂26平行于橡胶轮胎外 侧边缘延伸，且其每一端连接到臂22上。约束臂26的中心在杆28处可以 朝车架向内并向车轴7的中心延伸大约3～3.5英寸。
除了转向轴外，给车辆的每一车轮组件安装该装置。
车轮笼架10的元件如此制造，使与操作的车轮之间的间隙保持最小， 以便将可能会意外地从其操作位置脱开的车轮或车轮组件的那些部分约束 在车轮笼架10内。
作为一可选方案，可以安装一机构(未示出)来防止车辆或人员在侧面接 触期间意外地进入运输卡车或挂车下面，或防止被车轮组件卷入。通过使用 车轮笼架的牢固安装和沿卡车和/或挂车侧面进一步安装另外的类似牢固安 装件，可以装设一侧面缓冲保险杠来保护车辆或人员以免进入车辆下面。
应该理解，可以拆下支承侧臂26的螺栓29，以允许例如在需要拆卸轮 胎来进行修理或更换时，从臂22上拆下臂26。如图1和2所示，对于一定 结构的车轮组件或在一定的应用时，侧臂26的高度可以固定在相对于轮毂 的一升高的位置(未示出)，或相对于轮毂的一降低的位置(亦未示出)。
笼架10的元件可以由金属或其它诸如强化塑料的材料或者它们的组合 来制造。笼架10中的一些元件还可以由诸如弹簧钢的弹性材料制造，如果 该元件受到一些外面冲击，它将恢复到其原始形状。
作为车轮笼架的一可选的实施例，根据本发明，可以设置安装在臂26 上的一旋转或低摩擦的部件30，例如一滚轮或轴承或一滑板，例如图3所 示，以利于脱开的车轮4当它与臂26的那部分接触时还能连续旋转。还可 在那部分上连接一传感器32，以检测其操作或状态的变化，并且向驾驶室 提供例如可听见的或电子的信号，从而提醒驾驶员出现了车轮脱离或正在脱 离的问题。
作为其它的可选实施例，可以从臂26和/或臂22悬挂一例如弹性的橡胶 帘36(图2所示)，以使在湿的路面上行驶时由邻近的车轮4造成的飞溅最小。