輪子組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及例如用于剪草機(jī)的輪子組件（10），包括輪子（100）和輪轂（200）。輪轂（200）具有用于接收在使用時(shí)輪子組件繞其軸線旋轉(zhuǎn)的軸的孔（203）。輪轂（200）和輪子（100）配置成適于卡扣接合以形成所述輪子組件。所述卡扣接合由輪轂（200）上的突起（209）和形成在輪子（100）上的相應(yīng)的突起和凹槽提供。所述組件還設(shè)有定位裝置和用于引導(dǎo)定位裝置至正確對(duì)齊的定向裝置。所述定向裝置包括形成朝向所述溝槽的V形的傾斜表面，其在輪轂和輪子的接合期間接合肋，致使輪轂相對(duì)于輪子旋轉(zhuǎn)直至肋與相應(yīng)的溝槽被對(duì)齊。本發(fā)明容許不同的輪轂構(gòu)造與標(biāo)準(zhǔn)的輪子設(shè)計(jì)一起使用。借助于輪轂至輪子中的卡扣接合，輪轂和輪子的裝配被簡(jiǎn)化，避免了對(duì)工具或裝備的需求。
【專利說(shuō)明】輪子組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種輪子組件，尤其涉及一種具有輪子和輪轂的輪子組件。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明將參照用于剪草機(jī)的輪子組件進(jìn)行描述，然而，很明顯本發(fā)明同樣適合于用在任何具有實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的好處的輪子的產(chǎn)品或設(shè)備中。因此，對(duì)剪草機(jī)的參照不應(yīng)視作將本發(fā)明的范圍限制到此應(yīng)用中。
[0003]產(chǎn)品制造者經(jīng)常會(huì)在相同的產(chǎn)品系列內(nèi)提供許多不同的樣式，并且他們會(huì)進(jìn)一步針對(duì)同一產(chǎn)品類型提供許多不同的系列，每一系列具有自己的許多具體樣式。例如在剪草機(jī)的示例中，樣式或系列可由馬達(dá)/發(fā)動(dòng)機(jī)類型、馬達(dá)/發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸或功率、切割形式、切割寬度、對(duì)草的收集特征、耐用性等來(lái)限定。當(dāng)不同樣式的寬泛選擇增加了消費(fèi)者的選擇機(jī)會(huì)并容許制造者到達(dá)不同的市場(chǎng)的同時(shí)，其也的確增加了制造工藝的復(fù)雜性。特別是，在輪式剪草機(jī)的情況中， 申請(qǐng)人:已發(fā)現(xiàn)存在著大量不同的輪子設(shè)計(jì)或規(guī)格覆蓋了已提供樣式的全系列。例如，單個(gè)輪子設(shè)計(jì)對(duì)于每一不同的軸徑或軸界面(例如界面長(zhǎng)度或形狀)而言可能是必要的。擁有大量不同的輪子類型無(wú)論在用于每一輪子設(shè)計(jì)的最初刀具加工成本方面還是在生廣過程中所需的庫(kù)存和存儲(chǔ)空間方面都是昂貴的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在減少跨越產(chǎn)品系列所需的輪子設(shè)計(jì)的不同變體的數(shù)量，并因此節(jié)省成本和存儲(chǔ)空間。本發(fā)明還旨在簡(jiǎn)化裝配工藝，其具有進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)在于由最終用戶對(duì)輪子的安裝是便利的，允許產(chǎn)品在更小的紙箱中運(yùn)輸。本發(fā)明的很多可選的和優(yōu)選的特征進(jìn)一步有助于最終用戶的安裝，如將在下文講清楚的那樣。
[0005]根據(jù)本發(fā)明，提供了包括輪子和輪轂的輪子組件，其中輪轂配置成接收在使用時(shí)輪子組件繞其軸線旋轉(zhuǎn)的軸，并且其中輪轂和輪子配置成適于卡扣接合以形成該輪子組件，輪轂和輪子具有接合時(shí)彼此接觸或毗鄰的配合面，輪轂是實(shí)質(zhì)上圓柱形的并具有在其配合面上位于繞輪轂圓周隔開的間隔上的多個(gè)突起，該多個(gè)突起接合輪子的配合面以提供該卡扣接合，其中每個(gè)突起位于輪轂表面的直徑減小的部分上，并且完整直徑的表面部分周向上設(shè)置在每個(gè)直徑減小的部分之間。
[0006]優(yōu)選的實(shí)施例中，輪轂設(shè)有在使用時(shí)接收該軸的孔。該孔可以是全程貫通輪轂的，或者其可以是在遠(yuǎn)端封閉的有效地形成封閉的通路。該孔的橫截面及深度將隨該軸的截面形狀及輪轂與該軸之間期望的界面長(zhǎng)度而定。該孔可是圓柱形的或大致圓柱形的。
[0007]同樣地，優(yōu)選的實(shí)施例中，輪子設(shè)有在裝配時(shí)用于接收實(shí)質(zhì)上圓柱形輪轂的孔。該孔可以是全程貫通輪子的，或者其可以是在遠(yuǎn)端封閉的以便其有效地形成封閉的通路。該孔的橫截面及深度將隨輪轂的截面形狀(或反之亦然)及輪轂與該軸之間期望的界面長(zhǎng)度而定。
[0008]當(dāng)輪轂和輪子被裝配時(shí)，沒有必要將整個(gè)輪轂與輪子接合。僅有部分輪轂與輪子接合或在輪子孔內(nèi)是可行的。例如，輪轂可包括裝配時(shí)在輪子后面延伸的凸緣。然而優(yōu)選地，裝配時(shí)輪轂實(shí)質(zhì)上完全安裝于輪子內(nèi)。
[0009]輪轂和輪子之間的卡扣接合可以進(jìn)一步由輪子配合面上的與輪轂上的突起相接合的一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)的突起或凹口提供。在這種布置中，輪轂上的一個(gè)或多個(gè)突起優(yōu)選為錐形的，其錐度在相對(duì)于輪轂與輪子的接合方向的向后方向上增加。該錐度便于輪轂插入輪子中并提供改進(jìn)的卡扣接合。
[0010]雖然任何合適數(shù)目的突起可以被設(shè)置，但已發(fā)現(xiàn)圍繞輪轂圓周間隔開的四個(gè)突起在某些應(yīng)用中工作尤其良好。然而，三個(gè)突起也可提供可接受的功能。
[0011]如上所述，每個(gè)突起位于輪轂的相比于剩余的表面部分具有減小的直徑的表面部分上。突起的表面可以是彎曲的，該情形中該彎曲可具有大于輪轂曲率半徑的曲率半徑，這將在突起的區(qū)域中提供較小的彎曲或較平的表面。替代地，突起的表面可以是平的或大體上平的。
[0012]優(yōu)選地每個(gè)突起朝向輪轂的遠(yuǎn)端位于輪轂的遠(yuǎn)端和中點(diǎn)之間。在這種情況下，每個(gè)突起的表面優(yōu)選地從輪轂的遠(yuǎn)端向近端延伸。
[0013]在周向上直徑減小的突起表面之間，設(shè)置有完整直徑的表面部分，其形成了輪轂剩余部分的配合面的延續(xù)。優(yōu)選地，這些完整直徑的部分具有與輪轂剩余部分相同的直徑。這些部分通過增加輪轂和輪子的配合面之間的接觸面積提供了對(duì)該組件的進(jìn)一步的支撐。優(yōu)選地，這些部分由在軸和輪子之間直接傳遞力的肋支撐。
[0014]在插入期間將輪轂相對(duì)于輪子定向以便卡扣構(gòu)件彼此正確地對(duì)齊可能是必要的。因此，優(yōu)選地，輪子組件包括定位裝置以當(dāng)該構(gòu)件被接合時(shí)在輪子中正確地定向輪轂。定位裝置可包括設(shè)置在輪轂和輪子的配合面上的一對(duì)或多對(duì)相應(yīng)的突起和凹口。優(yōu)選地，每個(gè)突起包括軸向延伸的肋，且每個(gè)凹口包括軸向延伸的溝槽。該至少一條肋優(yōu)選地設(shè)置在輪轂的配合面上，且該至少一條溝槽設(shè)置在輪子的配合面上。該定位裝置，尤其以一對(duì)或多對(duì)軸向延伸的肋和溝槽的形式，也有助于防止輪轂和輪子之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)并有助于在輪轂和輪子之間傳遞旋轉(zhuǎn)力。
[0015]雖然任何合適數(shù)目對(duì)的相應(yīng)的肋和溝槽可組成該定位裝置，但 申請(qǐng)人:已發(fā)現(xiàn)輪轂上的四條肋和輪子上的四條相應(yīng)的凹口(或反之亦然)工作尤其良好。少于該數(shù)目時(shí)，構(gòu)件趨向于卡住而不是相對(duì)彼此旋轉(zhuǎn)；用于對(duì)齊而可能需要的最大旋轉(zhuǎn)量也更大。優(yōu)選地與突起相同數(shù)目的肋被設(shè)置在輪轂上，并且更優(yōu)選地每條肋與相應(yīng)的突起是軸向?qū)R的。
[0016]為了便于輪轂的插入，定向裝置也可被設(shè)置以引導(dǎo)定位裝置至正確的對(duì)齊。優(yōu)選地，定向裝置包括傾斜表面，該傾斜表面形成朝向溝槽的V形，并在輪轂和輪子的接合期間接合肋，致使輪轂相對(duì)于輪子旋轉(zhuǎn)直至肋與相應(yīng)的溝槽被對(duì)齊。
[0017]輪轂優(yōu)選地由塑料材料制成，其比其它材料更適合用于承載目的，并將因此顯示出在軸上的改善的運(yùn)行特性。輪子也可方便地由塑料材料制成。
[0018]本發(fā)明還擴(kuò)展到在所述的輪子組件中使用的輪轂，還擴(kuò)展到包括所述的輪子組件的剪草機(jī)。
[0019]在包括可選的和優(yōu)選的特征的不同方面中，本發(fā)明通過具有可互換的輪轂而減少了跨越產(chǎn)品系列所需的輪子設(shè)計(jì)中不同變體的數(shù)量。該組件的輪子部分在跨越所有使用那一輪子尺寸的應(yīng)用中將是通用的，對(duì)于每一具體應(yīng)用來(lái)說(shuō)，僅輪轂設(shè)計(jì)需要改變，考慮到軸的直徑、軸的橫截面、軸-輪轂的界面長(zhǎng)度等。由于輪轂是為每一應(yīng)用設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的較小構(gòu)件，加工及制造成本將被減少，并且進(jìn)一步的節(jié)約可通過具有能夠根據(jù)所需的更大數(shù)量而進(jìn)行大量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)輪子設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，用于具體應(yīng)用的構(gòu)件的存儲(chǔ)空間將被減少。
[0020]本發(fā)明還借助于輪轂至輪子中的卡扣接合簡(jiǎn)化了裝配工藝。所有要做的只是選擇恰當(dāng)?shù)妮嗇灢⑵洳迦霕?biāo)準(zhǔn)的輪子中以獲得正確的輪子組件。借助于卡扣接合，不需要特殊的工具或固定件。
[0021]輪轂可通過包括螺釘或其他固定件在內(nèi)的任何合適的手段連接到軸上。然而優(yōu)選地，螺釘是要避免的，因?yàn)檫@會(huì)需要在生產(chǎn)線上操作并會(huì)使工藝變復(fù)雜。螺釘還已知會(huì)在運(yùn)行中松動(dòng)或失效。一種優(yōu)選的連接方法是使用棘輪帽(ratchet cap)，其是一種簡(jiǎn)單和有效的連接裝置。一旦輪子和輪轂以卡扣接合組裝到一起，并且該組件被用棘輪帽連接到軸上，不使用工具這些零件不能被容易地拆卸。
[0022]本發(fā)明提供了進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)，在于簡(jiǎn)單的、免修理和免工具的裝配可由最終用戶完成。安裝的輪子可能會(huì)增加產(chǎn)品的尺寸，并且在輪子被傳統(tǒng)地安裝在切割甲板外側(cè)的剪草機(jī)的實(shí)例中，這一尺寸增加可能是巨大的。通過要求最終用戶自己安裝輪子，包裝的量和紙箱的尺寸可被減小，這將提供巨大的環(huán)境和成本節(jié)省。輪轂可以預(yù)安裝到軸上的方式被供應(yīng)，這樣最終用戶只需要將輪子推到輪轂上直到它們卡扣到位，無(wú)需螺釘、墊圈、夾子等。上述優(yōu)選實(shí)施例的定位和定向裝置將便于構(gòu)件的對(duì)齊，且不需要工具。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例將僅通過舉例的方式并參照附圖進(jìn)行描述，附圖中:
[0024]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用于剪草機(jī)的輪子組件的分解透視圖；
[0025]圖2示出了圖1的輪子組件的輪轂構(gòu)件的透視圖；
[0026]圖3示出了插入有曲柄軸的輪轂構(gòu)件的剖視圖；
[0027]圖4示出了圖1的輪子組件的輪子構(gòu)件的中央部分的特寫透視圖；
[0028]圖5示出了當(dāng)與輪子接合時(shí)輪轂的軸向剖視圖；
[0029]圖6示出了當(dāng)與輪子接合時(shí)輪轂的端部視圖；以及
[0030]圖7示出了當(dāng)與輪子接合時(shí)輪轂的徑向剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]參照?qǐng)D1，輪子組件10包括輪子100和輪轂200。輪子100是具有胎面(treadsurface)101的圓筒形。圖1示出了輪子100的內(nèi)表面102，由于其將面對(duì)其被連接于上的剪草機(jī)(未示出)，因而其在使用中一般不會(huì)被看到。輪子100的外表面在設(shè)計(jì)上將是典型地更具美感的，然而內(nèi)表面102則是更具功能性的且通常包括許多加強(qiáng)壁103和其他特征來(lái)為輪子提供剛度同時(shí)節(jié)省材料和重量。用于接收輪轂200的孔104位于輪子的中央。孔104由大致圓筒形的壁105限定，其特征將在下文更詳細(xì)地描述。
[0032]參照?qǐng)D1和圖2，輪轂200具有大致圓柱形的形式。輪轂具有橫截面為圓形的近端201，和在一定程度上制成方形的遠(yuǎn)端202。輪轂200設(shè)有用于接收軸(圖3中示出)的孔203。在輪轂的近端201，設(shè)有傾斜表面204 (圖1、3和5)以在軸的插入操作期間將軸引導(dǎo)入孔203中。還設(shè)有小凸緣205，在裝配時(shí)其鄰接輪子100的圓筒形壁105的邊緣106 (附圖4)。在輪轂200的遠(yuǎn)端202 (圖2)，內(nèi)壁206限定了孔203，其被翅片207圍繞以便為壁206提供強(qiáng)度。
[0033]參照?qǐng)D2，輪轂200的卡扣和定位裝置構(gòu)件將更詳細(xì)地進(jìn)行描述。如上所述，輪轂的遠(yuǎn)端202在一定程度上制成方形并具有直徑小于圓柱形輪轂200整體直徑的四個(gè)較平坦表面208。表面208從遠(yuǎn)端202朝向近端201延伸至大約半程。在每一個(gè)表面208上設(shè)有突起209，在本優(yōu)選實(shí)施例中該突起209是卡扣機(jī)構(gòu)的第一構(gòu)件。突起209具有大致錐形的輪廓，從輪轂的遠(yuǎn)端202開始并朝向突起的后方加寬。錐形在突起209的較寬端相對(duì)突然地終止。
[0034]輪轂200上的定位裝置構(gòu)件是四條軸向延伸的肋210，其中兩條示于圖2。它們從做成方形部分的每一個(gè)弄平的表面208的邊緣開始朝向近端201延伸，如此同樣地延伸了輪轂200軸向長(zhǎng)度的大約一半。
[0035]在每個(gè)表面208之間，輪轂200的橫截面輪廓是圓柱形并且具有實(shí)質(zhì)上與近端201相同的直徑，如圖2中可看出的。這些完整直徑部分211通過增加輪轂200和輪子100的配合面之間的接觸面積而為該組件提供進(jìn)一步支撐。這些完整直徑部分211上設(shè)有特定的支撐肋212以在軸和輪子之間直接傳遞力。
[0036]圖3示出了插入有軸300的輪轂200的剖視圖。軸300具有曲柄設(shè)計(jì)的性質(zhì)，具有與該軸的其它兩部分-內(nèi)側(cè)部分302和外側(cè)部分303-成90度夾角的部分301。軸的這種設(shè)計(jì)用來(lái)容許剪草機(jī)切割甲板的高度通過繞內(nèi)側(cè)部分302樞轉(zhuǎn)該軸而進(jìn)行調(diào)整，并且一旦所期望的高度被設(shè)定將其固定在位。
[0037]軸的外側(cè)部分303示出為插入輪轂200中。用于將輪轂固定在位的裝置，諸如標(biāo)準(zhǔn)的推進(jìn)式棘輪盤(push-on ratchet plate),則未示出。本發(fā)明的重要的有利特征在于，當(dāng)與曲柄式的軸一起使用時(shí)，在輪轂的遠(yuǎn)端202上的、其一部分由凸緣205形成的環(huán)形表面213，形成了用于軸300的曲柄部分301的支承面。這為輪子的橫向定位提供了便利的布置，同時(shí)適應(yīng)軸在直線部分301和303之間的折彎區(qū)中的確切形式的變體制造。
[0038]圖4更詳細(xì)地示出了輪子100的中央，特別是限定了用于接收輪轂200的孔104的圓筒形壁105。輪子100的卡扣和定位裝置構(gòu)件將在此更詳細(xì)地進(jìn)行描述。
[0039]卡扣機(jī)構(gòu)的第二構(gòu)件設(shè)置在圓筒形壁105的內(nèi)側(cè)表面上，并包括延伸入孔104中的錐形突起107。錐形突起107還限定了凹部108，凹部108的尺寸和形狀設(shè)置成在輪子與輪轂接合時(shí)保持輪轂200的突起209。參照?qǐng)D5，當(dāng)輪轂200被推入孔104中時(shí)，兩個(gè)錐形突起107和209的表面將形成接觸。當(dāng)輪轂進(jìn)一步被推入孔中時(shí)，隨著輪轂突起209被輪子突起107向內(nèi)施壓，弄平的表面208將向內(nèi)變形。在錐形表面突然終止之處，輪轂突起209將彈回其原始徑向位置，進(jìn)入凹部108。在此處，突起107和209的后邊緣處于彼此配對(duì)接合狀態(tài)，將輪轂保持在輪子中。
[0040]圖6示出了當(dāng)與輪子100接合時(shí)輪轂200的端部視圖，其中突起209 “徹底彈入(snapped home)，，凹部 108 中。
[0041]返回圖4，輪子100的定位裝置構(gòu)件是形成于圓筒形壁105的內(nèi)側(cè)表面中的四條軸向延伸的溝槽109。這些溝槽接合其中的四條設(shè)置在輪轂200上的肋210，從而防止構(gòu)件之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，并用來(lái)正確地對(duì)齊卡扣構(gòu)件。接合后的位置示于圖7中。[0042]定向裝置設(shè)置在輪子孔的壁105上，其用來(lái)引導(dǎo)肋210至與溝槽109對(duì)齊。定向裝置包括傾斜表面110，其沿軸線方向形成朝向每一溝槽的淺V形，該溝槽定位于V形的尖端。V形的深度可以是大約5mm。當(dāng)輪轂被插入孔中時(shí)，傾斜表面110將接觸肋210的末端，并且通過相對(duì)于輪子旋轉(zhuǎn)輪轂從而朝向溝槽109引導(dǎo)肋210直到肋和溝槽被對(duì)齊，在該處，在沒有進(jìn)一步相對(duì)旋轉(zhuǎn)的情況下插入繼續(xù)，(邏輯問題)。該特征容許輪轂在相對(duì)于輪子的任何旋轉(zhuǎn)位置被插入，并且輪轂將被自動(dòng)旋轉(zhuǎn)到正確的對(duì)齊位置。
[0043]如上述所討論的，本發(fā)明容許不同的輪轂結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)的、通用的輪子設(shè)計(jì)一起使用。由于輪轂到輪子中的卡扣接合簡(jiǎn)化輪轂和輪子的裝配，避免了對(duì)工具或裝配的需求。一旦這些構(gòu)件被裝配，定位裝置和定向裝置提供輪轂和輪子的自動(dòng)對(duì)齊以及可靠的接合。
【權(quán)利要求】
1.一種輪子組件，包括輪子和輪轂，其中所述輪轂配置成接收在使用時(shí)所述輪子組件繞其軸線旋轉(zhuǎn)的軸，并且其中所述輪轂和所述輪子配置成適于卡扣接合以形成所述輪子組件，所述輪轂和所述輪子具有在兩者接合時(shí)彼此接觸或毗鄰的配合面，所述輪轂是實(shí)質(zhì)上圓柱形的并具有在其配合面上位于繞輪轂圓周間隔開的多個(gè)突起，所述多個(gè)突起接合所述輪子的配合面以提供所述卡扣接合，其中每個(gè)突起位于輪轂表面的直徑減小的部分上，并且完整直徑的表面部分在周向上設(shè)置在直徑減小的部分之間。
2.如權(quán)利要求1所述的輪子組件，其中，所述卡扣接合進(jìn)一步由位于輪子的配合面上的與輪轂上的突起相接合的一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)的突起或凹口提供。
3.如權(quán)利要求1或2所述的輪子組件，其中，所述輪轂上的一個(gè)或多個(gè)突起是錐形的，其錐度在相對(duì)于輪轂與輪子的接合方向的向后方向上增加。
4.如前述任一權(quán)利要求所述的輪子組件，其中，所述輪轂設(shè)有圍繞輪轂圓周間隔開的四個(gè)突起。
5.如前述任一權(quán)利要求所述的輪子組件，其中，所述完整直徑的表面部分由在所述軸和輪子之間直接傳遞力的肋支撐。
6.如前述任一權(quán)利要求所述的輪子組件，其中，所述輪子組件包括定位裝置以在所述輪轂和所述輪子接合時(shí)相對(duì)于輪子正確地定向輪轂。
7.如權(quán)利要求6所述的輪子組件，其中，所述定位裝置包括設(shè)置在輪轂的配合面上的至少一條軸向延伸的肋和設(shè)置在輪子的配合面上的至少一條相應(yīng)的軸向延伸的溝槽。
8.如權(quán)利要求7所述的輪子組件，其中，與突起相同數(shù)目的肋設(shè)置在輪轂的配合面上。
9.如權(quán)利要求8所述的輪子組件，其中，每條肋與相應(yīng)的突起是軸向?qū)R的。
10.如權(quán)利要求7到9中任一項(xiàng)所述的輪子組件，其中，所述輪轂設(shè)有四條軸向延伸肋，且所述輪子設(shè)有四條軸向延伸的溝槽。
11.如權(quán)利要求7到10中任一項(xiàng)所述的輪子組件，其中，進(jìn)一步包括定向裝置用于引導(dǎo)所述定位裝置至正確對(duì)齊，所述定向裝置包括傾斜表面，所述傾斜表面形成朝向所述溝槽的V形，并且在輪轂和輪子的接合期間接合所述或每一條肋，致使所述輪轂相對(duì)于所述輪子旋轉(zhuǎn)直至所述肋與相應(yīng)的溝槽被對(duì)齊。
12.一種用于前述任一權(quán)利要求所述的輪子組件的輪轂。
13.一種包括權(quán)利要求1到11中任一項(xiàng)所述的輪子組件的剪草機(jī)。
【文檔編號(hào)】B60B19/00GK103722975SQ201310470233
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月12日
【發(fā)明者】J·泰勒, M·林, G·B·阿姆斯特朗 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司