專利名稱：車輪的制作方法
技術領域：
本發明一般地涉及汽車、尤其是涉及輕型汽車的車輪。
眾所周知，顧客要求在許多類型的汽車中進行選擇。考慮到環境，一些顧客或許要一部簡單而有效的汽車，而其首要的并且實際上是壓倒一切的考慮是費用。有鑒于此，本發明認為通過采用本文所公開的新的結構使汽車的重量減小從而使其成本減小的方法，來提供一種有效而實用的汽車是可能的。
更具體地說，本發明認為可以通過使車輪的重量減小而使汽車的成本降低。輕型汽車的成本相對較低是因為，除了其他原因以外，輕型汽車可以用相對小些的、燃油效率高的發動機驅動。此外，可以碰到一些便宜并易于制造加工的輕型材料。
根據本發明，確實可以提供一種車身為塑料成型的、重量輕、實用、成本低的汽車。車身成型制造出來之后安裝在鋼制的汽車大梁上，汽車大梁支撐著車身和驅動部件。塑料成型的車身同金屬車身相比不僅輕而且便宜，定會受到歡迎。
本發明進一步地認為，最好是能是通過提供有實際效果而且重量輕的車輪進一步降低這種汽車的重量。本文認為，由于塑料汽車的重量輕，可以利用塑料車輪有效地支撐并操縱汽車。而且，制作重量輕的塑料車輪將減少整體的重量，因此還可以降低汽車的成本。
此外，本發明認為利用塑料作為車輪材料可以進一步減少重量和節約成本。尤其是，塑料車輪相對于鋼或鋁制車輪所減少的重量意味著減少了被稱作汽車非懸掛質量部分的重量，并有可能有效地利用相對簡化的、費用低廉的懸掛系統。
因此，本發明的目的是為汽車提供一個重量輕而又有有效的車輪。而本發明的另一個目的是為汽車提供堅固的車輪。還有一個目的是為汽車提供一個制造和加工費用低廉的車輪。
機動車車輪包括一個朝外側的、整體合一的塑料輪輞，它確定一個面向內側的接合面。此外，車輪還包括一個朝內側的、整體合一的塑料輪輞，它確定一個面向外側的接合面，該接合面要符合與面向內側的接合面配對的要求。按照本發明，各接合面被粘接在一起。
這些接合面最好是能夠彼此聯鎖配合，并且接合面最好是多平面的。在最佳實施例中，每個接合面上確實是制作出第一圓盤形狀的接合圈用來確定第一平面，制作出第二圓盤形狀的接合圈用來確定第二平面，以及制作出在它們之間擴展的環形斜坡面。
在最佳實施例中，在輪輞上配裝了一組緊固件用來將輪輞固定在一起。緊固件的優點在于它們是和某一個車輪輞整體成型制造出來的桿，并且經超聲焊接到其它輪輞上。按照下面公開的原理，車輪確定一個環形周緣，而周緣又確定輪胎槽。汽車輪胎裝在與輪輞配合使用的輪胎槽中。
本發明的另一實施方式中，汽車包括一個塑料車身以及一個鋼制的汽車大梁支撐車身。一組塑料車輪可轉動地支撐汽車大梁和車身。
本發明的其它實施方式中，汽車包括一個塑料車身，以及一個支撐車身的的鋼制汽車大梁的汽車中至少提供一個車輪。車輪可轉動地裝配在汽車上，并包括一個朝外側的、整體合一的塑料輪輞，輪輞確定了面向外側的接合面。各面符合彼此配對的要求，并粘接在一起。
本發明的詳述，既包括其結構也包括操作使用，都可以參考附圖獲得最為明晰的了解，其中同一個標號表示同一個零件，并且

圖1是具有車身的汽車透視圖，其中本發明的輕質車輪顯示出的是已裝配的狀態，汽車的一些部分以剖面圖和虛擬圖顯示。
圖2是本發明的車輪沿圖1中的2-2線所作的截面圖，其中的輪胎已卸掉，為清楚起見，去掉了與車輪顯示出來的部分對稱的部分。
圖3是本發明的連接桿的俯視圖；并且圖4是內側輪輞上凸緣底座的透視圖。
首先參考圖1，圖中顯示出一個輕質的兩片塑料的車輪，總體由10代表，橡膠輪胎11已經固定裝配好，并可以隨汽車的駕駛而旋轉，汽車總的用100代表，車輪在滾動中支撐汽車100。如圖所示，圖1中用虛擬圖表示汽車100包括一個動力源102，和一個固定安裝在鋼制的汽車大梁106上的塑料車身104。汽車100的詳細內容在前面的專利申請中已經公開了。正如前面的專利申請所公開的那樣，汽車車身104是由玻璃纖維增強工程塑料復合材料采用熱壓鑄成型制造的。
現在參考圖2，車輪10包括一個外側的、整體的塑料輪輞12。所謂整體的是指外側輪輞12是整體制作出來的，最好是采用熱壓鑄成型的。在此優選實施例中，外側輪輞12的制造是使用玻璃纖維增強工程塑料，例如Hoechst-Celanese銷售的商品名為Celstran PET15，其中玻璃纖維的重量百分比為15％。
此外，車輪10包括一個內側的、整體的塑料輪輞14，它的制作材料同外側輪輞12的一樣。如圖2所示，外側輪輞12確定了一個多平面的、面向內側的接合面16，并且內側輪輞14確定了面向外側的接合面18，該接合面要符合與面向內側的接合面16配對的要求。面向內側的接合面16之所以這樣命名是因為它相對于汽車100而言是朝向內側的，而面向外側的接合面18相對于汽車100而言是朝向外側的。
接合面16、18最好是符合彼此聯鎖接合的要求，因為接合面16、18是多平面的并按互補方式配置以便大體上在它們的整個表面的區域中緊密配合。具體地說，在所示的優選實施例中，在外側輪輞12上面向內側的接合面16上制作出一個朝外側的、平展的、圓盤狀的接合圈16a，由它確定第一平面，而制作出的在內側的、平展的、圓盤狀的接合圈16b則確定了第二平面。由外側圈16a確定的平面平行于由內側圈16b確定的平面，外側圈16a和內側圈16b同心并且直徑更大。
外側輪輞12上的面向內側的接合面16上還制作出第一環形斜坡面16c，該面與圈16a、16b同心，并在它們之間擴展。如圖所示，第一斜坡面16c并不與圈16a、16b、16c垂直，反之，第一斜坡面16c的取向是向圈16a和16b傾斜。
仍然描述外側輪輞12，面向內側的接合面16上制作出第二環形斜坡面16d，它與圈16a、16b同心并向它們傾斜。第二斜坡面16d沿徑向向內擴展，相對與車輪10而言，從內側圈16b擴展到中間的圓盤狀凸緣面16e。如圖所示，凸緣面16e大體上同外側圈16a在同一平面上。
如上所述，內側輪輞14的外側接合面18按照同外側輪輞12的內側接合面16的互補方式配置，以便聯鎖接合。尤其是內側輪輞14上的面向外側的接合面18上制作出一個朝外側的、平展的、圓盤形狀的接合圈18a，它確定了第一平面；還制作出朝內側的、平展的、圓盤形狀的接合圈18b，它確定第二平面。由朝外側的圈18a確定的平面平行于由朝內側的圈18b所確定的平面，朝外側的圈18a與朝內側的圈18b同心并且直徑更大。
內側輪輞14上的面向外側的接合面18上還制作出第一環形斜坡面18c，該面與圈18a、18b同心，并在它們之間擴展。如圖所示，第一斜坡面18c并不垂直于圈18a和18b，反之，第一斜坡面18c是朝向圈18a和18b傾斜。
更進一步，內側圈14上的面向外側的接合面18上制作出第二環形斜坡面18d，它朝圈18a和18b傾斜，并與它們同心。第二斜坡面18d沿徑向向內擴展，相對于車輪10而言，從內側圈18b擴展至中間的圓盤狀有凸緣的面18e處。如圖所示，有凸緣的面18e大體上與外側圈18a在同一平面上。
這樣的結構組合起來，就可以將圈16a和16b、圈16c和16d，以及面向內側的接合面上的有凸緣的面16e，各自緊挨著18a、18b及面向外側的接合面18上的有凸起物的面18e定位，從而起到將外側輪輞12與內側輪輞14聯鎖配合的作用。而面16和18并非整個面都彼此嵌入，而是通常在接合面16上整體模塑成形制出三角形狀的定位片20以頂住接合面18，并籍此在面16和18之間留出一個粘結劑間隙22。按照本發明，接合面16和18是通過在輪輞12與14之間的間隙22中填入一種粘結劑24而粘接在一起。熟練的技術工人將希望采用上述的組合結構時填入同一厚度的粘結劑24。
在所給出的一個優選實施例中，粘結劑24是采用一種聚合物粘結劑，機械拉伸能力為50％-200％，在機械性能失效前是100％最好。在此實施例中，粘結劑24是一種典型的8000/6660粘結劑，由俄亥俄州Ashland Chemical Co.of Dublin公司制造。
除了上述需粘接的結構之外，內側輪輞14上制作了一個抗剪切環26，該環確定了與車輪10的旋轉軸28平行并環繞著它的粘接表面26a。如圖2所示，環形閉鎖棱邊30在徑向上向內側掛靠于粘接表面26a的外側端部。
如圖進一步所示，外側輪輞12上制作出內側抗剪切環32，該環確定了粘接表面32a，該粘接表面同車輪10的旋轉軸28平行并沿圓周環繞著它。內側抗剪切環32挨著外側抗剪切環26嵌入，粘結劑在抗剪切環26和32之間填入以將它們粘接在一起，并因此將外側輪輞12保持同內側輪輞14相配合的狀態。而且，在內側抗剪切環32上鄰近閉鎖棱邊的地方制作出一個環形閉鎖槽34，并且做出的閉鎖槽34要可以緊密地容納閉鎖棱邊30，籍此保證輪輞之間的配合。
繼續就圖2做描述，車輪10給出了一個環形周緣36，這個環形周緣確定了輪胎槽38。相互對照圖1和圖2，輪胎槽38是以習慣的形式來構造的，汽車輪胎11借助眾所周知的技術，和車輪10上的輪輞12與14一起裝配在輪胎槽38上。
最好有一個閥栓40按照眾所周知的技術與輪輞12和14配接在一起。根據本發明的設想，為了避免由于給輪胎11過度充壓而損害車輪10，閥栓40包括一個減壓閥42(在圖2中示出其示意圖)，當輪胎11的壓力超過預先設定值時，例如120磅/每平方英寸(120psi)，它可以釋放車輪10中的壓力。
除了由安全面26和32的合作所提供的粘接力以及由接合面16和18的合作所提供的粘接力之外，為了在粘接完成之后，進一步減少輪輞12和14脫落開的可能性，為輪輞12和14配接了一組緊固件44。在此優選實施例中，緊固件44是采用整體制作在內側輪輞14上的桿，而且這些桿安裝到制作在外側輪輞12上的插桿槽46中，雖然輪輞12和14上的桿和插桿槽可以顛倒過來。圖3顯示為了將緊固桿44經超聲焊接到各自的插桿槽46中，每個緊固件44都采用超聲鰭板44a。另一種選擇是緊固件44也可以是金屬鉚釘類。
車輪10通過眾所周知的技術固定在汽車100上，例如，使用三個至五個均勻的鋼制凸緣螺母48。每個凸緣螺母48各自制作出帶內螺紋的圓柱筒身50以配接汽車100上的帶有與之互補螺線的插桿槽。筒身50最好倒角。進一步，每個制作出的凸緣螺母48都各自帶一個相對于筒身50在徑向上擴大的帽頭52，并在相關的帽頭52和筒身50之間，各帶一個整體制作在每個凸緣螺母48上的、沿徑向擴大的、圓盤形狀的墊圈54。在優選實施例中，墊圈54的直徑“d”大約為2英寸(2″) 。
因此，每個墊圈54具有相當大的表面積。結果，大的金屬墊圈54同相對較小的金屬表面相比，當相關的凸緣螺母旋緊迫使墊圈54緊緊地擠住外側輪輞12的時候，更不容易造成外側輪輞12毛邊以及其它損害。
凸緣底座56設置在輪輞12和14上，以容納凸緣螺母48并進一步在輪輞12和14之間建立一個粘結劑間隙22。圖4最好地顯示出凸緣底座56包括一組肋條58和凸緣孔口60。
再回頭參考圖2，在輪輞12上設了一個軸導槽62以導引車輪10與汽車100的軸相嚙合。接著，將內側輪輞14插入軸導槽62以便正確地將內側車輪14面對面地定位到外側輪輞12上。在此優選實施例中，軸導槽62是開在面向內側的平截圓錐中間壁64上的，該壁有一傾角，同軸線28大約呈71/2度(7.5°)。
除了由于采用塑料車輪10而減少了重量，車輪10也相當堅固，這主要是由于它的兩片結構。而且，車輪10還因為其塑料的特點而增加了其它的優點。尤其是，塑料車輪10可以在承載時略微彎曲，這樣，車輪10在轉向條件下具有一定程度的“寬容性”。換一種說法就是在汽車100的操作過程中，車輪10比金屬車輪更適應，籍此在轉向時可吸收滑動角，這樣同使用鋼制或鋁合金車輪相比，提高了汽車100的駕駛和操縱性能。
權利要求
1.一種機動車輛使用的車輪，包括一個外側的整體的塑料輪輞，確定了一個面向內側的接合面；以及一個內側的整體的塑料車，確定了一個面向外側的接合面，它能夠用來與面向內側的接合面配對，使接合面粘接在一起。
2.根據權利要求1的車輪，其特征在于，接合面符合彼此聯鎖的要求。
3.根據權利要求2的車輪，其特征在于，接合面是多平面的。
4.根據權利要求3的車輪，其特征在于，每個接合面都制作出第一圓盤形狀的接合圈確定第一平面，制作出第二圓盤形狀的接合圈確定第二平面，以及制作出環形斜坡面在它們中間擴展。
5.根據權利要求3的車輪，其特征在于，進一步包括一組配在輪輞上的緊固件，用來將輪輞固定在一起。
6.根據權利要求5的車輪，其特征在于，車輪確定一個環形周緣作為輪胎槽，并且車輪進一步包括一個裝在輪胎槽中、可與輪輞配合使用的汽車輪胎。
7.一種汽車，包括一個塑料車身；一個鋼制的汽車大梁支撐車身；以及一組塑料車輪，可在滾動中支撐大梁和車身。
8.根據權利要求7的汽車，其特征在于，每個車輪包括一個外側的整體的塑料輪輞，它確定面向內側的接合面；以及一個內側的整體的塑料輪輞，它確定面向外側的接合面，并符合與面向內側的接合面配合的要求，接合面被粘接在一起。
9.根據權利要求8的汽車，其特征在于，每個接合面都制作出第一圓盤形狀的接合圈確定第一平面，制作出第二圓盤形狀接合圈確定第二平面，以及環形斜坡面在它們中間擴展。
10.根據權利要求9的汽車，其特征在于，進一步包括一組配在輪輞上的緊固件，用來將輪輞固定在一起。
11.根據權利要求10的汽車，其特征在于，每個車輪確定一個環形周緣作為輪胎槽，并且每個車輪進一步包括一個裝在輪胎槽中、可與輪輞配合使用的汽車輪胎。
12.在一包括一個塑料車身，支撐車身的鋼制汽車大梁的汽車中，一種車輪可滾動地裝配在汽車上，該車輪包括一個外側的、整體的塑料輪輞，確定面向內側的接合面，以及一個內側的、整體的塑料輪輞，確定面向外側的接合面，它符合同面向內側的接合面配對的要求，接合面被粘接在一起。
13.根據權利要求12的車輪，其特征在于，接合面符合彼此聯鎖的要求。
14.根據權利要求13中的車輪，其特征在于，每個接合面都制作出第一圓盤形狀的接合圈確定第一平面，制作出第二圓盤形狀的接合圈確定第二平面，以及制作出環形斜坡面在它們中間擴展。
15.根據權利要求14的車輪，其特征在于，進一步包括一組配在輪輞上的緊固件用來將輪輞固定在一起。
16.根據權利要求15的車輪，其特征在于，車輪確定一個環形周緣作為輪胎槽，并且每個車輪進一步包括一個裝在輪胎槽中、可與輪輞配合使用的汽車輪胎。
全文摘要
用于輕型塑料汽車(100)的車輪10,它包括一個整體成型的外側塑料輪輞(12)以確定面向內側的接合面(16),并且包括一個整體成型的內側塑料輪輞(14)以確定面向內側的接合面(18)。接合面(16、18)相互符合以便聯鎖在一起,進而面(16、18)被粘接在一起組成一個堅固的、適用的車輪(10)。鉚釘(44)將輪輞(12、14)連接起來。一組凸緣螺母(48)將車輪(10)安裝在汽車(100)上,每個凸緣螺母連同具有大表面積(16e)的墊圈(54)一起整體制作而成。
文檔編號B60B3/00GK1199366SQ96197610
公開日1998年11月18日 申請日期1996年9月30日 優先權日1995年10月13日
發明者迪爾·C·施羅德, 約翰·G·阿吉羅波羅斯 申請人:克萊斯勒公司