用于车轮的多部件轮缘结构的制作方法

本发明涉及一种用于车轮的多部件轮缘结构，所述车轮诸如那些布置在用于矿中的大型车辆中的那些。

背景技术：

用于越野类型大型车辆——诸如那些用在矿中的大型车辆——的车轮的轮缘结构典型地包括多个部件，以使得其容易地安装大重量的轮胎。

在图6中示出的已知的多部件轮缘结构1包括五个部件，即，轮缘基部10、胎圈座环20(环构件)、锁环30和一对侧环40、50。在本说明书中使用的“轴向方向”、“径向方向”和“圆周方向”分别是指多部件轮缘结构的轴向方向、径向方向和圆周方向。“沿轴向方向在外侧”是指沿轴向方向偏离设置在多部件轮缘结构中的轮胎的中央位置的侧部。“沿轴向方向在内侧”是指沿轴向方向更靠近轮胎的中央位置的侧部。

轮缘基部10通过焊接一个接一个地沿轴向方向布置的三个短柱形构件而制造。每个短柱形构件通过将轧制钢板条带绕成柱形形状且将其相对的端表面焊接而制成。

轮缘基部10沿轴向方向包括在其一侧上的槽带部分11和在其另一侧上的背凸缘部分12。

胎圈座环20沿径向方向在轮缘基部10的槽带部分11的外侧布置。其中一个侧环40沿径向方向在胎圈座环20的外侧布置。侧环40通过环形凸起凸缘部分21抓住，所述环形凸起凸缘部分21形成在胎圈座环20的沿轴向方向在外侧定位的周边边缘中。另一侧环50通过轮缘基部10的背凸缘部分12抓住。

胎圈座环20的外周边表面设置为具有宽度w的胎圈座部分22。轮缘基部10的邻近侧环50的部分的外周边表面设置为具有宽度w的胎圈座部分13。胎圈座部分22、13设置为具有布置在其上的轮胎的一对胎圈部分。具有渐缩构造的环形负载施加表面23形成在胎圈座环20的沿轴向方向在外侧定位的边缘部分的内周边中。

为了将轮胎安装至上述的多部件轮缘结构1，侧环50、轮胎、侧环40和胎圈座环20按该顺序沿轴向方向从槽带部分11朝向背凸缘部分12移动，以便安装在轮缘基部10上，最终，锁环30接收在轮缘基部10中。

在安装胎圈座环20之前，作为o形环的密封环60装配到槽带部分11的密封环沟槽16(下文描述)中。密封环60被设置用于在胎圈座环20和槽带部分11之间进行密封。

如图7所示的多部件轮缘结构1’也是已知的。多部件轮缘结构1’包括三个部件，即，轮缘基部10’、环构件5和锁环30。轮缘基部10’一体地包括侧环部分50’。侧环部分50’对应于如图6所示的多部件轮缘结构1的背凸缘部分12和侧环50。环构件5一体地包括胎圈座环20’和侧环部分40’。胎圈座环20’和侧环部分40’分别对应于如图6所示的多部件轮缘结构1的胎圈座环20和侧环40。其他特征类似于图6的那些，因此被指定相同的附图标记，其描述将被省略。

图8中示出的在双轮类型车辆中使用的轮缘结构1a、1b也是已知的。轮缘结构1a，其将内轮胎ta保持为更靠近车辆，具有与图6的那些类似的特征。在轮缘结构1b(其将外轮胎tb保持为距车辆较远)中，轮缘基部10”的沿轴向方向的相对端部部分被设置为槽带部分11。胎圈座环20、锁环30和侧环40安装在每个槽带部分11上。

轮缘结构1、1’、1a、1b的槽带部分11和锁环30将在以下特别参考图9描述。锁环沟槽15和密封环沟槽16形成在槽带部分11的外周边表面中。密封环沟槽16关于锁环沟槽15沿轴向方向在内侧布置。锁环沟槽15具有凹着弯曲的横截面轮廓。第一接收表面17，其为圆柱形表面，相对于锁环沟槽15沿轴向方向在内侧形成，即，在锁环沟槽15和密封环沟槽16之间。第二接收表面18，其为圆柱形表面，相对于锁环沟槽15沿轴向方向在外侧形成，即，在锁环沟槽15和槽带部分11的外侧边缘之间。

锁环30布置在轮缘基部10的槽带部分11和胎圈座环20(或环构件5)之间。锁环30具有环形构造，其在一点处被切割。具有渐缩环形构造的负载接收表面31形成在锁环30的沿轴向方向在内侧定位的边缘部分的外周边中。

锁环30沿轴向方向在其内周边的中间位置处包括环形脊35。脊35沿圆周方向连续。锁环30还包括第一邻接表面37，其是相对于脊35沿轴向方向在内侧定位的圆柱形表面。锁环30还包括第二邻接表面38，其是沿轴向方向在外侧定位的圆柱形表面。脊35具有凸着弯曲的横截面轮廓。

在锁环30安装在槽带部分11中的状态下，脊35接收在槽带部分11的锁环沟槽15中。负载接收表面31与胎圈座环20的负载施加表面23(或环构件5)形成表面接触。第一邻接表面37与槽带部分11的第一接收表面17进行表面接触。第二邻接表面38与第二接收表面18进行表面接触。

在具有安装在其上的轮胎的多部件轮缘结构1、1’、1a、1b中，沿径向方向的负载从轮胎的其中一个胎圈部分施加到胎圈座环20(或环构件5的胎圈座环20’)。此外，沿轴向方向的负载从其中一个胎圈部分经由侧环40(侧环部分40’)施加到胎圈座环20(或环构件5的胎圈座环20’)。施加到胎圈座环20(或环构件5)的沿轴向方向的负载和沿径向方向的负载的大部分经由负载施加表面23和负载接收表面31传递至锁环30，并从锁环30传递至槽带部分11。

从锁环30至槽带部分11的负载传递路径将在以下详细描述。沿径向方向的负载经由表面接触区域r1和表面接触区域r2传递，在区域r1中，第一邻接表面37和第一接收表面17接触，在区域r2中，第二邻接表面38和第二接收表面18接触。沿轴向方向的负载经由表面接触区域r3传递，在区域r3中，锁环30的脊35的外表面的沿轴向方向在外侧定位的部分和锁环沟槽15的内表面的沿轴向方向在外侧定位的部分接触。

在表面接触区域r1、r2、r3中，微往复滑动可发生在槽带部分11和锁环30之间发生，重复的负载可伴随车辆的行进而施加，这可导致通过摩擦引起的变薄。特别地在表面接触区域r3中，已知的是，裂纹100可由于磨蚀疲劳而发生。如果这样的变薄和裂纹没有被处理，部件可在行进中脱落，这可使得车辆不能移动。

由于腐蚀而发生的变薄也可发生在上文提到的多部件轮缘结构1、1’、1a、1b中。特别地，锁环30的脊35接收在槽带部分11的锁环沟槽15中，沿径向方向和轴向方向存在游隙。由于锁环30接收来自轮胎的胎圈部分的沿轴向方向向外的负载，间隙70可形成在从脊35的外表面的沿轴向方向在内侧定位的部分至脊35的外表面的顶部部分的区域和从锁环沟槽15的内表面的沿轴向方向在内侧定位的部分至锁环沟槽15的内表面的底部部分的区域之间。脊35的外表面和锁环沟槽15的内表面的、相对于彼此间隔地相对且在其之间插置有间隙70的区域通过附图标记r0表示。应注意，当锁环30被移除或附连用于更换轮胎时或当轮胎的气压减小时或当气压增加时，锁环30临时沿轴向方向向内移动，间隙70在区域r0中消失。在该条件下，锁环30的脊35与锁环沟槽15的内表面的沿轴向方向在内侧定位的部分存在表面接触。

如果水从锁环30的切割部分进入锁环沟槽15，或如果存在于间隙70中的湿气冷凝，则水可存在间隙70中。因此，区域r0、r1、r2、r3可以是腐蚀环境，其中，腐蚀变薄可容易地发生在表面接触区域r1、r3中。

特别地，在表面接触区域r3中，磨蚀疲劳可通过腐蚀和摩擦而加速，这是由于应力集中在该区域中明显。因而，裂纹100的成长可在该区域中加速。

为了解决该问题，如之后将描述的专利文献1中披露的，申请人建议，通过在槽带部分的锁环沟槽的内表面以及邻近锁环沟槽的第一和第二接收表面上形成常温干燥涂料的涂覆膜层、并且在涂覆膜层上形成常温干燥润滑剂的覆层，为多部件轮缘结构提供抗磨蚀性和抗腐蚀性。

如之后将描述的专利文献2中披露的，申请人还建议通过离子氮化处理在槽带部分的锁环沟槽的内表面以及第一和第二接收表面上形成硬化层。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本未审查专利申请，公开号h10-24701

专利文献2：日本未审查专利申请，公开号2001-225604

技术实现要素：

本发明要解决的问题

如专利文献1所示，当涂覆膜层形成在槽带部分中时，涂覆膜层可由于在表面接触区域r1、r2、r3中的摩擦而脱落，这可加速表面接触区域r1、r2、r3中的腐蚀。特别地在表面接触区域r3中，在那里应力集中很大，磨蚀疲劳伴随腐蚀加速。当轮胎气压减小时，在表面接触区域r0中，锁环30和槽带11接触，涂覆膜层可在那时被损坏。

专利文献2的硬化层可增强抗磨蚀性，但不能防止腐蚀。因此，难以特别是在表面接触区域r3中长时间抑制磨蚀疲劳。

解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明提供一种用于车轮的多部件轮缘结构，包括：轮缘基部，在其端部部分的外周边中沿轴向方向包括环形锁环沟槽；环构件，沿径向方向布置在轮缘基部的外侧，该环构件沿径向方向和轴向方向从轮胎的胎圈部分接收负载；和锁环，沿其内周边包括环形脊，该脊能够接收在锁环沟槽中，由此，锁环附连至轮缘基部，该锁环抓住环构件，且沿径向方向和轴向方向从环构件接收负载，其中：彼此相对的轮缘基部和锁环的表面的至少一个具有布置在其中的牺牲抗蚀材料，该牺牲抗蚀材料包括金属，该金属具有的离子化倾向比锁环和轮缘基部的基部材料大。

根据上述特征，离子化和作为离子化结果的腐蚀可在具有更大离子化倾向的牺牲抗蚀材料的金属中发生。因此，锁环和轮缘基部的基部材料的离子化可被抑制，且由此，基部材料的腐蚀可被抑制。特别地，通过腐蚀造成的磨蚀疲劳的加速可被避免，抗磨蚀性可在沿轴向方向在外侧定位的锁环沟槽的内表面的部分中增强。因此，轮缘结构的寿命可被延长。

优选地，彼此相对的轮缘基部和锁环的表面的至少一个具有形成在其中的接收沟槽，该接收沟槽沿圆周方向延伸；且

所述牺牲抗蚀材料布置在该接收沟槽中。

根据上述特征，即使当车辆移动时或轮胎气压减小时，接收沟槽中的牺牲抗蚀材料可不被锁环影响，该牺牲抗蚀材料可被长时间保留。

优选地，接收沟槽形成在锁环沟槽的内表面的沿轴向方向在内侧定位的部分中，或在锁环沟槽的内表面的底部部分中。

根据上述特征，牺牲抗蚀材料可暴露于锁环沟槽的内表面和锁环的外表面之间的间隙，该间隙倾向于存水。因此，牺牲抗蚀材料的离子化可被促进，由此，锁环和轮缘基部之间的表面接触区域的腐蚀可确实被抑制。

优选地，接收沟槽形成在锁环的脊的外表面的沿轴向方向在内侧定位的部分中，或在锁环的脊的外表面的顶部部分中。

根据上述特征，牺牲抗蚀材料可暴露于锁环沟槽的内表面和锁环的外表面之间的间隙，该间隙倾向于存水。由此，锁环和轮缘基部之间的表面接触区域的腐蚀可确实被抑制。

在本发明的另一实施例中，沿轴向方向的游隙设置在锁环沟槽和锁环的脊之间；即使当锁环最大程度地沿轴向方向在内侧定位时，锁环沟槽的内表面的沿轴向方向在内侧定位的部分和锁环的脊的外表面的沿轴向方向在内侧定位的部分彼此间隔开；锁环沟槽的内表面的沿轴向方向在内侧定位的部分和锁环的脊的外表面的沿轴向方向在内侧定位的部分的至少一个具有布置在其中的牺牲抗蚀材料。

根据上述特征，当车辆移动时由锁环沿轴向方向摆动导致的牺牲抗蚀材料的脱开，以及当轮胎气压减小时锁环沿轴向方向的向内移动可被抑制，而没有形成接收沟槽。此外，牺牲抗蚀材料可暴露于锁环沟槽的内表面和锁环的脊的外表面之间的间隙，该间隙倾向于存水。由此，锁环和轮缘基部之间的表面接触区域的腐蚀可确实被抑制。该特征通过锁环的脊的外表面的构造和锁环沟槽的内表面的构造之间的不匹配而获得。

在本发明的另一实施例中，锁环沟槽的内表面的底部部分和锁环的脊的外表面的顶部部分彼此间隔开；锁环沟槽的内表面的底部部分和锁环的脊的外表面的顶部部分的至少一个具有布置在其中的牺牲抗蚀材料。

根据上述特征，当车辆移动时由锁环沿轴向方向摆动导致的牺牲抗蚀材料的脱开，以及当轮胎气压减小时锁环沿轴向方向的向内移动可被抑制，而没有形成接收沟槽。此外，牺牲抗蚀材料可暴露于锁环沟槽的内表面和锁环的脊的外表面之间的间隙，该间隙倾向于存水。由此，锁环和轮缘基部之间的表面接触区域的腐蚀可确实被抑制。

更特别地，轮缘基部和锁环的基部材料包括铁；牺牲抗蚀材料包括锌、铝或锌和铝的合金，其为具有比铁的离子化倾向更大的离子化倾向的金属。牺牲抗蚀材料可包括热喷涂或电镀的所述金属。牺牲抗蚀材料可包括树脂和被应用的所述金属的混合物。

本发明的有益效果

根据本发明，腐蚀可被抑制，且抗磨蚀性可在车轮的多部件轮缘结构中增强。

附图说明

图1a是根据本发明的多部件轮缘结构的主要部分的放大横截面视图，示出牺牲抗蚀材料布置在接收沟槽中的实施例，该接收沟槽形成在槽带部分的锁环沟槽的内表面中。

图1b是对应于图1a的视图，其中，牺牲抗蚀材料的位置改变。

图1c是对应于图1a的视图，其中，牺牲抗蚀材料的位置改变。

图2a是根据本发明的多部件轮缘结构的主要部分的放大横截面视图，示出牺牲抗蚀材料布置在接收沟槽中的另一实施例，该接收沟槽形成在锁环的脊的外表面中。

图2b是对应于图2a的视图，其中，牺牲抗蚀材料的位置改变。

图2c是对应于图2a的视图，其中，牺牲抗蚀材料的位置改变。

图3a是本发明的另一实施例的主要部分的放大横截面视图，其中，牺牲抗蚀材料布置在锁环沟槽的内表面中，而没有形成接收沟槽，示出锁环沿轴向方向向外移动到最大程度的正常状态。

图3b示出图3a的实施例的视图，其在当轮胎的气压减小时锁环沿轴向方向向内移动到最大程度的的状态。

图4a是本发明的另一实施例的主要部分的放大横截面视图，其中，牺牲抗蚀材料布置在锁环的脊的外表面中，而没有形成接收沟槽，示出锁环沿轴向方向向外移动到最大程度的正常状态。

图4b示出图4a的实施例的视图，其在当轮胎的气压减小时锁环沿轴向方向向内移动到最大程度的的状态。

图5a是本发明的另一实施例的主要部分的放大横截面视图，其中，牺牲抗蚀材料布置在邻近脊的锁环的邻接表面中。

图5b是本发明的另一实施例的主要部分的放大横截面视图，其中，牺牲抗蚀材料布置在邻近锁环沟槽的槽带部分的接收表面中。

图6是包括五个部件的已知多部件轮缘结构的示意横截面视图。

图7是包括三个部件的已知多部件轮缘结构的示意横截面视图。

图8是安装在双轮类型车辆中的已知多部件轮缘结构的示意横截面视图。

图9是已知多部件轮缘结构的主要部分的放大横截面视图。

具体实施方式

下面关于图1至5描述本发明的实施例。根据本发明的多部件轮缘结构的基本特征类似于图6至8所示的轮缘结构1、1’、1a、1b的那些，因此，其详细描述被省略。在以下仅描述多部件轮缘结构的主要部分。

在图1a所示的实施例中，环形接收沟槽15a形成在槽带部分11的锁环沟槽15的内表面中。接收沟槽15a沿圆周方向在锁环沟槽15的内表面的沿轴向方向在内侧定位的下部位置中延伸。牺牲抗蚀材料80通过热喷涂嵌入在接收沟槽15a中。牺牲抗蚀材料80由锌、或铝、或按质量的50％锌和50％铝的合金制成，其与轮缘基部10和锁环30的基部材料相比具有更大的离子化倾向。优选地，接收沟槽15a通过轧制与槽带部分11对应的钢条带然后将轧制的钢条带剪裁而形成。

根据上述特征，可与存在于间隙70中的水接触的牺牲抗蚀材料80可离子化和氧化，且由此，轮缘基部10和锁环30的基部材料的铁的离子化可被抑制。因此，特别地，邻近间隙70的表面接触区域r1、r3的腐蚀变化可被抑制。此外，在表面接触区域r3中，腐蚀对磨蚀疲劳的促进可被避免，通过裂纹造成的破坏可被长时间避免。

在车辆移动时，锁环30可沿轴向方向极大地摆动，且可靠近锁环沟槽15的内表面的沿轴向方向在内侧定位的部分。当轮胎的气压减小时，锁环30可沿轴向方向向内移动。但是，牺牲抗蚀材料80通过锁环30的破坏可被避免，因为牺牲抗蚀材料80接收在接收沟槽15a中。

在图1b所示的实施例中，接收沟槽15a靠近第一接收表面形成，比图1a中与底部部分间隔更远。因为其他特征类似于图1a中的那些，其描述被省略。

在图1c所示的实施例中，接收沟槽15a形成在锁环沟槽15的内表面的底部部分中。牺牲抗蚀材料80嵌入在接收沟槽15a中。因为其他特征类似于图1a中的那些，其描述被省略。

在图2a所示的实施例中，接收沟槽35a形成在锁环30的脊35的外表面的沿轴向方向在内侧定位的表面区域中。牺牲抗蚀材料80嵌入在接收沟槽35a中。牺牲抗蚀材料80面向间隙70。

在图2b所示的实施例中，接收沟槽35a形成在脊35的裙部部分中，与图2a中相比，与脊35的顶部部分间隔更远。因为其他特征类似于图2a中的那些，其描述被省略。

在图2c所示的实施例中，接收沟槽35a形成在锁环30的脊35的外表面的顶部部分(与锁环沟槽15的内表面的底部部分相对的部分)中。牺牲抗蚀材料80嵌入在接收沟槽35a中。因为其他特征类似于图2a中的那些，其描述被省略。

在图3a和3b所示的实施例中，接收沟槽没有形成在锁环沟槽15的内表面中。锁环沟槽15的内表面的沿轴向方向在外侧定位的部分的表面形状和锁环30的脊35的外表面的沿轴向方向在外侧定位的部分的表面形状彼此重合，且由此确保接触区域r3。但是，锁环沟槽15的内表面的沿轴向方向在内侧定位的部分的表面形状和脊35的外表面的沿轴向方向在内侧定位的部分的表面形状没有彼此重合。

如在图3a中示出的，在正常状态下，锁环30沿轴向方向在外侧定位。当轮胎中的气压减小时，锁环30可沿轴向方向向内移动，如图3b所示。但是，即使锁环30沿轴向方向向内移动到最大程度，锁环沟槽15的内表面的沿轴向方向在内侧定位的部分和锁环30的脊35的外表面的沿轴向方向在内侧定位的部分彼此间隔开，且锁环沟槽15的内表面的底部部分和锁环30的外表面的顶部部分彼此间隔开。锁环沟槽15的内表面和锁环30的脊35的外表面彼此相对、恒定地彼此间隔开的表面区域通过附图标记r0’指示。

牺牲抗蚀材料80通过热喷涂而在表面区域r0’处布置在锁环沟槽15的内表面中。在图3b所示的状态下，牺牲抗蚀材料80填充锁环沟槽15的内表面和锁环30的脊35的外表面之间的间隙的一部分或整体。牺牲抗蚀材料80面向间隙70。

在图3a和3b所示的实施例中，牺牲抗蚀材料80可仅布置在锁环沟槽15的内表面的沿轴向方向在内侧定位的部分中，或仅布置在锁环沟槽15的内表面的底部部分中。

在图4a和4b所示的实施例中，锁环沟槽15和锁环30的脊35的构造与图3a和3b所示的实施例中的相同。在该实施例中，牺牲抗蚀材料80在表面区域r0’处布置在脊35的外表面中。在图4b所示的状态下，牺牲抗蚀材料80填充锁环沟槽15的内表面和锁环30的脊35的外表面之间的间隙的一部分或整体。牺牲抗蚀材料80面向间隙70。

在图4a和4b所示的实施例中，牺牲抗蚀材料80可仅布置在脊35的外表面的沿轴向方向在内侧定位的部分中，或仅布置在脊35的外表面的顶部部分中。

在如图1至4所示的实施例中，牺牲抗蚀材料可布置在锁环沟槽15的内表面的整体中，或布置在脊35的外表面的整体中。在轮胎气压减小期间锁环30沿轴向方向向内的移动可导致牺牲抗蚀材料的一部分脱开。但是，牺牲抗蚀材料的其余部分可不受影响。

在图5a中，接收沟槽37a形成在锁环30的第一邻接表面37中，牺牲抗蚀材料80嵌入在接收沟槽37a中。

在图5b中，接收沟槽17a形成在槽带部分11的第一接收表面17中，牺牲抗蚀材料80嵌入在接收沟槽17a中。

本发明不限于上述实施例，可采用各种改变。

牺牲抗蚀材料可通过电镀制造。

牺牲抗蚀材料可形成为条棒、线、带等，其由锌、铝或锌和铝的合金制成，且嵌入在接收沟槽中。

牺牲抗蚀材料可采取容纳在树脂中的上述金属的形式，其可应用于接收沟槽中，或涂覆在锁环沟槽的内表面或锁环的脊的外表面上。当轮胎被更换或附连或拆卸用于维护时，容纳在树脂中的该牺牲抗蚀材料可容易地应用于多部件轮缘结构。

除了牺牲抗蚀材料，硬化层可通过高频硬化、离子氮化等形成在锁环沟槽的内表面上。

工业应用性

本发明可应用于多部件轮缘结构，用于大型车辆的车轮。