带放气系统的螺栓连接轮的制作方法

带放气系统的螺栓连接轮
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求编号为62/829,692、标题为“带放气系统的螺栓连接轮(bolt together wheel with deflation system)”、于2019年4月5日提交的美国临时专利申请的优先权，其全文通过引用明确地并入本文。
技术领域
3.本公开涉及用于车辆的轮。更具体地，本公开涉及带有放气系统的两件式螺栓连接轮的轮组件，特别是用于工业车辆或重型设备车辆。


背景技术：

4.用于重型设备车辆、例如移动式起重车的轮组件通常具有与用于典型乘用车辆的轮组件不同的结构。例如，用于重型设备车辆的轮组件通常具有用螺栓连接在一起的主要部件，如内半部和外半部，而不是具有单一的轮结构。
5.当充气轮胎在压力下安装在轮组件上时，拆卸轮可能是危险的。在拆卸过程中，从大轮胎中释放出的加压空气会猛烈地迫使轮组件分离。轮胎的快速减压甚至会导致轮组件的爆炸。
6.各种方法都试图将在压力下拆卸多件式轮时对人员的损害或伤害风险降至最低。通常，这些方法发现在移除或拆卸已经用螺栓连接在一起的轮之前，对轮胎进行大幅度放气是有利的。轮和轮组件特别地被配置为在拆卸轮以从轮上移除轮胎之前引起或要求对轮胎进行放气，从而减少拆卸轮组件时的风险。
7.在螺栓连接轮上给轮胎放气的方式，以及用于完成放气的轮结构，会影响轮的可用性以及移除或更换轮胎的速度。现有的用于螺栓连接轮的方法可能涉及复杂的密封结构并需要特殊的工具，这可能会抑制轮的快速拆卸，例如在更换轮胎时。
附图说明
8.参照以下附图，可以更好地理解本公开的许多方面。附图中的部件不一定是按比例绘制的，而是强调要清楚地说明本公开的原则。此外，在附图中，类似的附图标记标示了几个视图中的对应部分。
9.图1示出轮组件的爆炸图，其带有根据本公开的各种实施例的带有放气系统的两件式螺栓连接轮。
10.图2示出图1所示的内轮半部的示例，其带有根据本公开的各种实施例的通风通道。
11.图3示出根据本公开的各种实施例的图2所示的内轮半部的截面的通风通道的细节视图。
12.图4示出螺栓盖环的定位，以对准图1所示的轮组件的帽螺钉孔与根据本公开的各种实施例安装的轮胎。
13.图5示出根据本公开的各种实施例的沿图7所示的线剖切的轮组件的剖视图。
14.图6示出根据本公开的各种实施例的图1所示的内轮半部的侧视图。
15.图7示出根据本公开的各种实施例的图1所示的包括附接的螺栓盖环的轮组件的侧视图。
16.图8a示出根据本公开的各种实施例的装配在轮组件内的示例性阀杆的细节视图。
17.图8b示出根据本公开的各种实施例的示例性阀杆的前视图和后视图。
18.图9a示出根据本公开的各种实施例的装配在轮组件内的示例性通风口插塞的细节视图。
19.图9b示出根据本公开的各种实施例的示例性通风口插塞的前视图和后视图。
20.图10示出根据本公开的各种实施例的装配在轮组件内的示例性帽螺钉的放大视图。
21.图11示出根据本公开的各种实施例的装配在轮组件内的带有夹紧螺母的示例性夹紧螺栓的放大视图。
具体实施方式
22.下面描述的是用于轮和轮组件的本系统和方法的各种实施例。尽管描述了特定的实施例，但这些实施例仅仅是系统和方法的示例性实现方式。本领域的技术人员将认识到其他实施例是可能的。所有这些实施例都旨在落在本公开的范围内。此外，本文所引用的所有参考文献均旨在通过引用并入本公开，就像在此完全阐述一样。虽然现在将参照上述附图来描述本公开内容，但并不打算将其限制在本文所公开的一个或多个实施例中。相反，其目的是涵盖本公开的精神和范围内的所有替代方案、修改和等同物。
23.本文描述的是一种轮组件，具有带有轮胎放气系统的两件式螺栓连接轮，例如用于工业车辆，如移动式起重服务车辆等。轮组件可以是多件式组件，具有内轮部分或内轮半部和外轮部分或外轮半部，具有用于容纳安装在上面的无内胎轮胎的螺栓连接配置。轮组件特别适合与充气轮胎一起使用。
24.在本文描述的任何一个或多个实施例和/或方面中，轮组件的放气系统可以包括螺栓盖环、可移除的阀杆和相关的(一个或多个)通道，用于将空气、特别是加压空气引入安装在轮组件上的轮胎内腔以给轮胎充气，以及包括一个或多个通风口插塞，配置为在轮胎充气时密封与各通风口插塞相关的一个或多个通风通道。轮组件被配置为使用阀杆和/或在移除一个或多个通风口插塞时给轮胎放气。通风口插塞不仅有助于密封轮胎内的气室。在一个或多个方面，通风口插塞被配置成在插塞就位时禁止移除螺栓盖环。在一个或多个其他方面，通风口插塞可以被配置为将螺栓盖环固定至外轮半部。独立的夹紧螺栓和夹紧螺母用于将外轮半部固定至轮组件的内轮半部。在任何一个或多个方面，通风口插塞都不用于将外轮半部固定至内轮半部。此外，夹紧螺栓和夹紧螺母并不用于将螺栓盖环固定至外轮半部。
25.因此，由阀杆和通风口插塞提供的轮胎内气室的密封功能可以独立于通过夹紧螺栓和夹紧螺母的方式将外轮半部固定至内轮半部。要移除螺栓盖环，通风口插塞必须被移除。螺栓盖环必须被移除，以提供触及夹紧螺母的通路，然后才能拆卸轮组件，并通过从夹紧螺栓上移除夹紧螺母来移除或更换轮胎。
26.因此，在轮胎没有通过阀杆充分放气的情况下，在试图拆卸轮组件和移除轮胎之前，必须移除一个或多个通风口插塞。如果有任何空气留在轮胎内，移除一个或多个通风口插塞将导致轮胎放气。在本文的不同方面，这具有的好处是，当轮胎内仍有多余的气压时，轮组件不能被拆卸。当轮胎内仍有多余的气压时，试图拆卸轮组件会有轮组件无意中膨胀或分离的风险。
27.在本文的任何一个或多个方面中，轮组件包括至少一个内轮半部和外轮半部，配置为在安装轮胎时用螺栓连接。充气阀和用于充气阀的(一个或多个)通道被提供用于安装在轮组件上的轮胎的充气和放气。此外，用于放气系统的一个或多个通风通道被形成，包括内轮半部和外轮半部的交叉通风通道，包括沿外轮半部的轴线x轴向延伸的一个或多个通风口。内轮半部和外轮半部的交叉通风通道被配置成在两个轮半部组装时对齐，从而使一个通风通道在内轮半部中设有阀杆座体，用于容纳配置为便于轮胎充气或放气的可移除的阀杆。此外，一个或多个通风通道被配置为便于无内胎轮胎的放气，这些通风通道被配置为容纳一个或多个各自的通风口插塞，这些插塞穿过外轮半部插入内轮半部的座体。
28.放气系统可以被配置为确保在维修轮和/或轮胎之前轮胎是经放气的。放气系统可以包括螺栓盖环、可拆卸的阀杆以及一个或多个通风口插塞和内、外轮半部的相关通道。螺栓盖环可以是单件环或多件环，配置有与通风通道一致的接入孔。
29.在任何一个或多个方面，螺栓盖环上的接入孔被配置为允许阀杆和一个或多个通风口插塞穿过螺栓盖环并穿过外轮半部进入并固定在内轮半部内的各个座体内。阀杆和一个或多个通风口插塞必须插入并固定在内轮半部的各个座体内，以密封安装在轮组件上的轮胎的气室。轮胎的气室的密封可以在内轮半部中进行。可拆卸的阀杆可以固定在内轮半部上，例如固定在螺纹座体上，穿过螺栓盖环中的阀杆接入孔，并穿过外轮半部中的轴向延伸的交叉通风孔，而不附接至螺栓盖环或外轮半部。类似地，一个或多个通风口插塞可以固定在内轮半部上，例如固定在螺纹座体上，穿过螺栓盖环中的通风口插塞座体或接入孔，并穿过外轮半部中的轴向延伸的交叉通风孔，而不附接至螺栓盖环或外轮半部。
30.在任何一个或多个方面，内轮半部可以包括从轴向x沿径向向外延伸的通风口，通风口将交叉通风孔中的螺纹座体连接到轮胎气室。一旦轮胎被充气，空气就可以通过可拆卸的阀杆或在移除阀杆时从轮胎中释放。空气也可以在移除一个或多个通风口插塞时从轮胎中释放。进一步地，通风口插塞必须被移除，以允许移除螺栓盖环，从而获得分离轮夹紧螺母的通路，以便拆卸轮进行维修。通风口可以有足够的尺寸，以迅速地从轮胎气室排出空气。例如，径向通风口的直径可以是7毫米或更大，这取决于轮设计的其他特征。在一个实施例中，内轮半部可以具有三个这样的径向通风口，每个径向通风口由可拆卸的阀杆和两个通风口插塞中的一个密封。然而，可以通过包括更多的通风口插塞和相关的交叉通风口来提供额外的通风。
31.阀杆和一个或多个通风口插塞可以各自包括o型环，其在阀杆和通风口插塞与它们各自在内轮半部中的座体之间提供密封。在任何一个或多个方面，密封o型环被固定在各自的阀杆和/或各自的通风口插塞上。此外，阀杆和一个或多个通风口插塞可以各自包括在每个阀杆和/或每个通风口插塞的主体上的环形软隔件。在一些实施例中，环形软隔件可以是第二o型环。环形软隔件可以被配置用于稳定化和/或尽量减少进入下部密封或座体区域的污物。外轮半部上的交叉通风孔可以比相关的环形软隔件略大，这对于空气密封来说是
不允许的。
32.螺栓盖环可以配置为包括凸台元件的通道形状，其中通道被配置为覆盖夹紧螺母，但不附接到夹紧螺栓。螺栓盖环可以被配置为通过帽螺钉附接至外轮半部，这是螺栓盖环中凸台的特征。在任何一个或多个方面，帽螺钉不与内轮半部连接。帽螺钉座体可以以不对称的方式配置，这样就只有一种方式将螺栓盖环附接至外轮半部。
33.现在更详细地参考附图，其中贯穿若干附图的类似的附图标记标示类似的部件，图1示出了本轮组件的实施例的爆炸视图的示例，轮组件具有带有放气系统100的两件式螺栓连接轮。轮组件100可以包括内轮半部103、外轮半部106、螺栓盖环109，主要o型环112用以在内轮半部103和外轮半部106之间提供密封、夹紧螺栓115和夹紧螺母118用以将外轮半部106固定至内轮半部103、可拆移除的阀杆121、一个或多个通风口插塞124以及帽螺钉127。
34.内轮半部103可以包括具有第一座面133的第一轮盘130。第一轮盘130可以包括在轴向上的中心孔110a，中心孔被配置为容纳车辆(例如移动式起重车)的轮毂，包括在从围绕中心孔的中心纵轴线x向外的第一径向位置上的多个安装孔139，安装孔被配置为容纳轮毂(未示出)的安装螺栓，包括在第二这种径向位置上的多个第一夹紧孔142、阀杆螺纹座体145以及至少一个交叉通风螺纹座体148。第一轮基部分151包括在轴向上从第一轮盘130延伸到形成第一环形轮辋154的外周边缘的基本圆柱形外周表面，配置为与轮胎的胎圈相配，第一轮基部分151包括从中心纵轴线x径向向外延伸形成或穿通的至少一个通风口157，通过轮基部分的外周圆柱形表面进入第一轮盘130并与第一轮盘130中的所述至少一个交叉通风螺纹座体148相交。在任何一个或多个方面，内轮半部103包括围绕第一轮盘130的第一座面133的环形边缘周向设置的环形槽160。主要o型环112可以设置在环形槽160内，用于在内轮半部103和外轮半部106之间提供空气密封。
35.外轮半部106包括第二轮盘163，第二轮盘具有被配置为与内轮半部103的第一座面133配合的第二座面166和被配置为与螺栓盖环109配合的相对的外表面169，第二轮盘163具有被配置为在第一轮盘130的多个安装孔139周围提供进出间隙的中心孔110b，外轮半部包括多个第二夹紧孔172，被配置为与多个第一轮夹紧螺栓115配合和对应，外轮半部包括阀杆孔175，被配置为与阀杆螺纹座体145配合和对应，外轮半部包括至少一个交叉通风孔178，被配置为与内轮半部103的所述至少一个交叉通风螺纹座体148配合和对应，以及外轮半部包括在第二轮盘163的外表面169形成的至少一个帽螺钉螺纹座体181，被配置为与螺栓盖环109配合。第二外周轮基部分183包括在轴线x方向上从第二轮盘163延伸到外环形轮辋186的基本圆柱形外周表面。外侧的第二环形轮辋186被配置为与轮胎的胎圈配合，和与第一环形轮辋154配合的轮胎的胎圈相反。
36.如图2所示，内轮半部103可以提供阀杆螺纹座体145和至少一个交叉通风螺纹座体148。在本文的任何一个或多个实施例中，阀杆螺纹座体145和所述至少一个交叉通风螺纹座体148可以配置为相同的尺寸和螺纹大小，以容纳阀杆121或通风口插塞124。阀杆螺纹座体145和所述至少一个交叉通风螺纹座体148形成在第一轮盘130中，并在与第一夹紧孔142从轴线x向外的半径基本相同的半径处就位。阀杆螺纹座体145和所述至少一个交叉通风螺纹座体148可以与所述至少一个各自的径向通风口157流体连通，这也在图3中示出。
37.主要o型环112可以被坐置在内轮半部103中的环形槽160内。多个夹紧螺栓115可
以插入定位为使夹紧螺栓115的轴沿轴向x从内轮半部103的第一轮盘130的第一座面133向外伸出的所述多个第一夹紧孔142中。
38.如图4所示，无内胎轮胎300可以放置在内轮半部103上，优选地使内轮半部103与第一座面133的取向朝上以获得稳定性。在将外轮半部106的至少一个交叉通风孔178与内轮半部103的所述至少一个交叉通风螺纹座体148的轴向部分对齐，并将外轮半部106中的多个第二夹紧孔172与从内轮半部103伸出的所述多个夹紧螺栓115对齐后，可使用轮夹紧螺栓115将外轮半部106固定到内轮半部103。外轮半部106可以用多个夹紧螺母118固定到内轮半部103。夹紧螺母118可以被紧固在从内轮半部103伸出的所述多个夹紧螺栓115上。
39.转向图5，在剖视图中示出了轮组件100的细节。如图所示，在任何一个或多个方面，第一轮基部分151在沿轴线x的方向上基本上比第二轮基部分183宽，以方便组装。通风口157显示为阀杆121坐置在内轮半部103中。主要o型环112显示为在第一座面133和第二座面166之间，用于在两个半部被固定或夹紧在一起后在两个半部之间提供空气密封。螺栓盖环109的安装是为了覆盖与之相关的夹紧螺栓115和夹紧螺母118。在一个实施例中，阀杆、通风口插塞和帽螺钉的角度位置的布置只允许内、外轮半部以及螺栓盖的一个取向。
40.接下来，图6和图7示出了阀杆螺纹座体145和所述至少一个交叉通风螺纹座体148在内轮半部103(图6)和安装了放气系统的组装轮(图7)上的相对位置。螺栓盖环109包括阀杆接入孔189、至少一个通风口插塞接入孔或座体192以及至少一个帽螺钉座体195。在任何一个或多个方面，阀杆接入孔189、至少一个通风口插塞接入孔或座体192和至少一个帽螺钉座体195可以不对称地定位，以便只有一种方式来进行螺栓盖环109的取向和安装，如图7中所示。螺栓盖环可以包括模制就位在其外表面的一个或多个警告信息或指示。
41.螺栓盖环109可以通过将螺栓盖环109的阀杆接入孔189与配置为容纳可移除的阀杆121的阀杆螺纹座体145对齐来安装。螺栓盖环109可以用帽螺钉127固定在多个夹紧螺母118上方的外轮半部106上。可移除的阀杆121可以通过螺栓盖环109的阀杆孔189插入，穿过外轮半部106的第二轮盘163的阀杆孔175，并固定在形成于内轮半部103中的阀杆螺纹座体145内。通风口插塞124可以被固定在内轮半部103上，并通过螺栓盖环109的通风口插塞接入孔或座体192和外轮半部106中的交叉通风孔178插入。轮胎300可以使用可移除的阀杆121进行充气。
42.图8a是可移除的阀杆121在轮组件100中的放置示例。可移除的阀杆121可以包括阀芯201和阀帽204。可移除的阀杆121可以具有螺纹部分211，被配置为被容纳和旋入到阀杆螺纹座体145中，仅提供相对于内轮半部103的密封。阀杆螺纹座体145可以具有非螺纹部分207，其直径大于或等于螺纹部分208的直径。非螺纹部分207可以为可移除的阀杆121提供强正向(形状配合)止挡面209，使其不妨碍通风口157。类似地，可移除的阀杆121可以具有密封面212，其形成在阀杆的主体中，并被配置为与阀座体145的非螺纹部分207的正向止挡面209相接，抑制空气的流动。
43.可以设有阀o型环210，并将其设置在阀槽213内，以便为通风通道提供气密性密封。阀o型环210可以在螺纹阀座体145的螺纹208的后方但不会就在螺纹208的位置处被固定到阀杆121。阀o型环210可以被配置成与阀杆螺纹座体145的非螺纹部分207的密封面提供气密性密封。紧固件螺纹和密封功能可以被纳入内轮半部103，独立于外轮半部106。
44.在任何一个或多个方面，通风口157被设置为与阀杆座体145处的阀杆孔175的远
端流体配合，并且可以从阀杆孔175的远端基本上垂直地(从轴线x)径向向外延伸。外轮半部106中的阀杆孔175可被配置为在可移除的阀杆121周围具有间隙，以允许车辆运行期间的振动。可设有环形软隔件216、如第二o型环，以环绕位于外轮半部106的阀孔175中的可移除的阀杆121的一部分，以支撑可移除的阀杆121并消除振动的“格格声”或噪音。螺栓盖环109中的阀杆接入孔189在可移除的阀杆121周围提供了间隙，以便移除阀帽204和进行检修。图8b示出了可移除的阀杆121的前视图和后视图。
45.接下来，图9a示出了在轮组件100中放置通风口插塞124的示例。通风口插塞124具有螺纹部分222(在图9b中示出)，被配置为被容纳在交叉通风口螺纹座体148中，仅在内轮半部103内提供密封。交叉通风螺纹座体148可以具有非螺纹部分219，其直径大于或等于螺纹部分218的直径。非螺纹部分219可以为通风口插塞124提供强正向止挡面217，使其不妨碍通风口157。类似地，通风口插塞124可以具有密封面223，其形成在通风口插塞124的主体中，并被配置为与交叉通风座体148的非螺纹部分219的正向止挡面217相接，抑制空气的流动。
46.可以设有螺栓o型环221，并将其设置在螺栓槽224内，以便为通风通道提供气密性密封。螺栓o型环221可以在螺纹208的后方但不会就在螺纹208的位置处被固定到通风口插塞124上。螺栓o型环221可以被配置成与交叉通风螺纹座体148的非螺纹部分219的密封面提供气密性密封。
47.紧固件螺纹和密封功能可以被纳入内轮半部103，独立于外轮半部106。在任何一个或多个方面，通风口157被设置为与交叉通风螺纹座体148处的交叉通风孔178的远端流体配合，并且可以从交叉通风孔175的远端基本上垂直地(从轴线x)径向向外延伸。外轮半部106中的交叉通风孔178可被配置为在通风口插塞124周围具有间隙，以允许车辆运行期间的振动。可设有环形软隔件227、如第二o型环，以环绕位于外轮半部106的交叉通风孔178中的通风口插塞124的一部分，以支撑通风口插塞124并消除振动的“格格声”或噪音。在任何一个或多个方面，环形软隔件227可以设置在螺栓盖环109与外轮半部106的接缝处。螺栓盖环109中的通风口插塞接入孔或座体192被配置成可容纳螺栓头并与通气孔插塞124的肩部配合。
48.图9b示出了通风口插塞124的前视图和后视图。在任何一个或多个方面，通风口插塞124可以包括肩部231，以防止在通风口插塞124在螺纹座体148内固定就位时，螺栓盖环109被移除。
49.图10中示出的是将螺栓盖环109固定在轮组件100的外轮半部106中的帽螺钉127的放置示例。帽螺钉127可以通过螺栓盖环109的帽螺钉座体195插入并固定在外轮半部的帽螺钉螺纹座体181上。帽螺钉座体195可以为紧固提供正向的止挡。螺栓盖环109可以为帽螺钉127提供坚固的凸台，从而螺栓盖环109就不会因为施加在帽螺钉127上的过大扭矩而开裂。在一个实施例中，帽螺钉127在帽端可以具有与螺栓盖环109配合的肩部234，以及朝向螺纹端240的第二肩部237，与外轮半部106的外表面169配合，在两个肩部之间形成固定距离，防止帽螺钉127相对于螺栓盖环109过度拧紧。第二肩部237朝向帽螺钉127的螺纹端240提供止挡，限制帽螺钉127可以拧入帽螺钉螺纹座体181的程度，从而防止在未设有第二肩部237的情况下，螺栓盖环109的过度拧紧和最终开裂。
50.图11中示出的是用夹紧螺母118固定的夹紧螺栓115穿过内轮半部103中的第一夹
紧孔142和外轮半部106的第二夹紧孔172的示例。在任何一个或多个方面，夹紧螺母118可以是3件式的法兰螺母。螺栓盖环109可以被配置为适应夹紧螺母118的外形。在任何一个或多个方面，螺栓盖环109的在内径上的深度可以大于在外径上的深度，以适应外轮半部106的尺寸。
51.应该强调的是，上述实施例只是可能的实施方案的示例。在不背离本公开的原则的情况下，可以对上述实施例进行许多变化和修改。所有这样的修改和变化都旨在被包含在本公开的范围内，并受以下权利要求的保护。