专利名称：用于自行车的辐条轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于自行车的辐条轮，该类型的车轮包括一个轮毂、一个轮辋和多个将轮毂连接到轮辋的辐条，其中，所述辐条包括第一组辐条和第二组辐条，前者布置在车轮的一侧，由与轮毂的第一部分相连的辐条组成，后者布置在车轮的另一侧，由与轮毂的第二部分相连的辐条组成。第二部分与第一部分相隔一段轴向距离。
背景技术：
调查和研究最近几年逐渐发展，这些研究旨在确认用于自行车的辐条轮的新结构，它既能够导致车轮具有更好的性能，还能创造出独创革新的艺术效果。
在严格的技术层面上，特别是在用于公路赛自行车的辐条轮的领域里，研究旨在确认最佳的解决方式，这些解决方式不仅从减重的观点出发，愈加强调该部分的重量，而且从车轮静态和动态稳定性的观点出发，还从结构强度的观点出发，特别是在减少车轮辐条损坏的危险的情况下。
在以上类型的车轮中，辐条应当对实现所有上述目的作出了相当大的贡献。事实上，在使用自行车的任何条件下，辐条对保持车轮的静态和动态稳定性作出了很大程度的贡献。此外在后轮中，辐条这一部件应付责任的重要功用是将驱动力矩从后轮轮毂传递至车轮轮辋上。一个或者更多的链轮齿被安装在后轮轮毂上，这些链轮齿通过自行车的驱动链有选择性的啮合。为了使通过骑脚踏车的人施加在踏板上的能量不消失，该力矩传递必须以可能的最大效率发生，因而具有可能的最小变形。最后，这种结果必须以具有可能的最小重量而获得，但是不会引入车轮辐条损坏的危险。从这个立场上来看，一个特别关键的因素是张力，这时辐条已经受车轮的装配力矩的支配。该张力的一个目的是保证轮辋一直保持“居中”，例如，它不会从垂直于轮毂轴线的车轮中心面上移动开，并与轮毂本身的末端等距。由于这些目的，典型辐条轮的辐条包括第一组辐条和第二组辐条。前者布置在车轮的一侧，与轮毂的第一部分相连，后者布置在车轮的另一侧，与轮毂的第二部分相连，第二部分与第一部分相隔一段轴向距离。结果，车轮两边的辐条具有一个关于车轮中心面的倾角或者外倾角，使辐条应力在与车轮轴线平行的方向上产生分力，从而用于在任意的操纵条件下使轮辋保持处于该平面的中心状态中。当然，在车轮中这个问题变得较关键，这儿车轮两侧的辐条呈现不同的外倾角。这是后轮的典型的情况，轮毂在一端具有链轮盘，因此布置在具有链轮盘的车轮一侧的辐条的倾角比在另一侧的辐条的倾角小得多。显然，为了保证轮辋的中心位置，该具有较小外倾角的辐条应当比另一侧的辐条具有更大的张力，该较高的张力会引起个别辐条本身更大的损坏危险。仅仅对于后轮来说，车轮两侧上的辐条具有不同外倾角这一问题不再存在。一般而言，该问题在任意车轮上均存在，无论后轮还是前轮，例如，车轮的轮毂在某种程度上被盘式制动器的制动盘占用。
发明内容
本发明的目的是实现一种在本说明书的开始指出的类型的车轮，它能够以最佳的方式克服在上面讨论过的所有技术问题。
本发明另外一个目的是实现上述类型的车轮，它将会产生创新和独创的美学效果，从而使车轮本身具有明显的外观。
为了实现这些和其他目的，本发明的主题是一种具有在附属权利要求1中详细说明的特性的辐条轮。本发明的辐条轮进一步有利的特性在并入于此的附属的权利要求中有详细说明。
申请人根据以上详细说明的特征完成的车轮试验表明，从各种观点来说，该车轮都提供了最佳的技术性能。同时，从附图中将会清楚的呈现，本发明使车轮具有一个创新和独创的美学外观，和至今为止已经实现的辐条轮的全貌相比，它是完全明显的，不会与已有的其它辐条轮混淆。
本发明此外的特征和优势从以下的关于附属制图的描述中将呈现出来，这些制图作为非限制性的例子被完全提供，其中图1说明一个依照现有技术的用于自行车的辐条轮，从车轮轴的方向观察；图2说明依照本发明的车轮的第一个实施例，从车轮轴的方向观察；图3是在图2中说明的车轮的详细的放大的透视图；图4说明依照本发明的车轮的第二个实施例，从车轮轴的方向观察；图5是在图4中说明的车轮的详细的放大的透视图；图6是一个理论视图，用于说明本发明关于现有技术的一些优点；图7是依照本发明的车轮的进一步变体的局部透视图；图8举例说明了依照本发明的车轮的进一步变体。
具体实施例方式
参照图1，在那儿举例说明的是一个传统的自行车车轮，总体上由附图标号1指明，它包括一个轮毂2，一个轮辋3，多个辐条A和辐条B。在轮辋3上一定安装有轮胎4，辐条A属于第一组辐条，用于使轮毂2的一侧2a与轮辋3相连，辐条B属于第二组辐条，用于使轮毂2的另一侧2b与轮辋3相连。第一组辐条A与第二组辐条B交替布置。在所述传统车轮中，辐条沿着轮辋均匀分布，属于两组不同辐条的两相邻辐条之间的距离或者间距由P指明。很明显，间距P取决于组成车轮的辐条的总数，由C/N给出，其中C是轮辋的内周长，N是车轮辐条的总数。
此外，图2至图7说明依照本发明的车轮的一些实施例，由于其他的不同的实施例是可能存在的，所有实施例都包含在本发明的范围内。
在所述附图中，那些共有的零件或者与在图1中说明的零件一致的那些零件由相同的附图标号来指明。
而且，应该注意到，本描述将不会探究轮毂2和轮辋3的结构和构造细节，因为这些部件可以通过任何已知的方法获得，该部件本身的结构不在本发明的范围内。同样的，没有详细说明的是每个辐条的一端与轮毂2相连以及另一端与轮辋3相连的方法。可以利用适合这个目的的任意一种已经存在的技术。另一方面，从附图中去掉该构造细节将会使其更容易也更快得到理解。
图2和图3涉及将本发明用于后车轮的一种应用，链轮盘5与轮毂2结合在一起，该链轮盘由多个链轮齿组成，被设计成能够以一种已知的方式有选择地与自行车的驱动链相啮合。
根据本发明，车轮的轮毂与轮辋相连的辐条分为第一组，第二组辐条，布置在车轮的两侧。第一组辐条由A指明，与轮毂2的一端2a相连，这一端接近链轮盘5，同时第二组辐条由B指明，与轮毂2的另一端2b相连，这一端与2a端存在一段轴向距离。
在依照本发明的车轮的所有实施例中，至少第一组辐条A聚集在一起形成多个辐条对C，在举例说明的例子中，这些辐条对彼此之间等距布置。图2显示了辐条A的5个辐条对C，但是该辐条对C的数量可能变化很大，例如它处在最少4个辐条对，最多14个辐条对之间。
按照“辐条对C”的意思，与图1中的传统车轮相反，在属于同一组的两个辐条之间，在两个辐条A之间的特例下，不会插入属于另一组辐条B的辐条。另外，更优选的是，每个辐条对C的辐条互相靠近在一起，例如每一个辐条对C的两个辐条A的外端之间或者轮辋3上的连接点之间的距离L小于具有相同的辐条总数的传统车轮的间距P，其中P由C/N给定，C是轮辋的内周长，N是车轮辐条的总数。在优选的解决方式中，辐条对C的两个辐条A之间的距离L等于或者小于所述间距P的60％。在另一个优选解决方式中，距离L等于或者小于所述间距P的40％，以及在一个特别优选的解决方式中，所述距离等于或者小于所述间距P的25％。
在图8中说明的另一个解决方式中，对于有充分大的宽度的轮辋，通过减少辐条对C的两个辐条A之间的距离L直到基本上等于零，辐条对C的两个辐条A可能与轮辋基本在相同的轴上连接。最后，如图7中说明的那样，每一个辐条对C的两个辐条A可能相聚于轮辋上同一点，通过一个共用部件D提供连接方式从而使两个辐条A同时张紧成为可能。
由于两个辐条A的结合，辐条A的每一个辐条对C在结构上变得与大交叉部分的单根辐条相等，然而不增加任何重量。由于两辐条的紧密的结合，技术效果得到进一步的改进。
特别的，辐条对C的两个辐条之间的距离L被选择为产生张紧力和压缩力(意味着减少初始装配张紧力)，(当骑自行车的人对踏板施加力时)该力从后轮的轮毂分别同时传递至每一个辐条对C的两个辐条上，在辐条与轮辋相连的部分将会产生局部的力矩，它比由于传统的辐条产生的力矩小得多，也就是说它几乎是可以忽略的，结果轮辋本身的压力较小。
在举例说明的例子中，每一个辐条对C的两个辐条A开始于轮毂上径向相对的两点，按照轮毂轴的两个切向方向，向着轮辋彼此汇聚，直到在它们的外端达到间隔一个距离，此距离比轮毂的直径小，比相邻辐条对C之间的距离小得多。
再一次在图2和图3中举例说明的优选的实施例的情况下，第二组辐条B包括单根径向辐条，该单根辐条与辐条A的辐条对C交替布置。在该优选例中，辐条B也分别等距布置，它们中的每一个均位于在两相邻的辐条对C之间等距的位置上。
前述的布置特别适合于后轮。在该优选例中，辐条A的辐条对C的数量等于辐条B的数量，因此后轮在辐条A的一侧具有很多辐条，例如，在车轮上布置链轮盘的一侧具有的辐条是其反面具有辐条B的数目的两倍。
从车轮结构强度的观点来看特别对是防止辐条损坏来看，因为在下面关于图6中举例说明的原因，该布置会产生重要的优势。该附图是一个理论视图，和在一个包括车轮轴的平面中的视图一致，它还举例说明了自行车车架的叉子，车轮装在叉子上。图6是一个理论视图，因为它显示了在车轮的左手侧的一个辐条B和在车轮的右手侧的一对辐条A(仅仅可以看见一个)，好像该辐条在公共平面中，然而，事实上，如所描述的那样，它们位于不同的平面中。
对于后轮，它在图6中较明显，位于轮毂2一端的链轮盘的存在意味着，布置在车轮该侧面的辐条A将有一个关于车轮的中平面M的倾角α，它比布置在另一侧的辐条B的倾角β小得多。中平面M定义为垂直于轮毂X轴的平面，与轮毂的两端等距。
众所周知，辐条轮的每一个辐条被安装并且被施加一个给定的张紧力。在图6中，TA和TB代表张紧力的分力，在附图的平面中，施加在布置于车轮相对两侧上的两组辐条上。两个力TA，TB的分力，方向平行于车轮的轴X，在图6中由TA0和TB0指明。
在传统车轮中，在车轮两侧具有相同的辐条，为了使TA0和TB0彼此平衡，从而使轮辋3保持在平面M中，由于它的较小的倾角，张紧力TA比张紧力TB高许多是必要的。为了更精确，张紧力TA与张紧力TB的比值(当然一直考虑的是图6平面中的张紧力)应当与倾角α和β的正弦的比值基本上相等或成反比。在传统车轮中，该条件应用在属于车轮两个不同侧面的每一对辐条上，在总体上也应用在关于布置在车轮一侧和另一侧的辐条的总张紧力。在传统车轮里，可以得到，在链轮齿一侧的辐条的张紧力非常高，从而具有很高的损坏危险。
在上面已经提到的观点中，比较明显的结果是依照本发明的辐条布置会产生重要的优势。首先，因为辐条A的数量是辐条B的数量的两倍，每一个辐条A的张紧力TA比在传统车轮情况下必要的张紧力小得多。特别的，在本发明的情况下，对于每一个辐条B存在两个辐条A，因此对每一个张紧力TB有一个张紧力TA相对应，后者是两个张紧力的和TA1+TA2，它是每一个辐条对的两个辐条A在总体上施加在轮辋3上的力。TA1和TA2一般彼此相等，但是也可能不同。
而且，注意到以下事实是很重要的，在一个典型的后轮中，β的正弦和α的正弦的比值大概是2∶1，这意味着在轮辋的平衡状态中，每一个辐条A能够被其基本上接近辐条B的张紧力张紧。换句话说，由于本发明，当考虑在包括车轮轴的径向平面中的辐条的张紧力的分力时，所有辐条恰好具有彼此接近，甚至相等的张紧力。
当然，在根据本发明的车轮中，辐条张紧力在车轮轴的方向上的平衡条件在总体上适用于关于车轮两侧的辐条的张紧力的总和。
图2和图3的实施例的一个更重要的优势是，就辐条的更高强度和抵抗力而言的所有优势，将获得辐条在链轮齿一侧具有更低的张紧力以及辐条本身更低的损坏危险，而没有增加重量，以及最重要的是，从圆形轮辋本身的几何稳定性的观点来讲，辐条固定在轮辋上的点相对的均匀的分布为这些优势提供了最佳的保证。
在两个外倾角之间具有不同数量的辐条的车轮的情况下，除了提供在上面讨论的显著优势外，本发明对于关于两种外倾角具有相同数量的辐条的车轮来说也有显著的优势，(典型的前轮，即使它没有完全排斥一种情况，就是在后轮上对于两种外倾角也可以提供相同数量的辐条)。
该车轮的实施例的一个例子在图4和图5中举例说明。
在图4和图5的实施例的情况下，第二组辐条B也聚集在一起形成辐条对，彼此之间分别等距布置，有角度的交替分布在辐条A的辐条对之间。由于该布置方式，车轮两边的辐条数量相等。
从前述的描述和附属的附图中可以得到明显的结果，在本发明讲授的基础上，可以想象的辐条的所有可能的构造提供给车轮，不管是前轮还是后轮，这时在车轮轴的方向可以看到一个革新的，独创的以及完全明显的美学外观。该优势被加在以上已经描述的众多优势中，后者与根据本发明的车轮的技术特征有关。
不违背本发明的原理，关于在这里举例说明和描述的那样，构造的细节和实施例可以有很大范围地变化，而不偏离本发明的范围，该范围如附属的权利要求所定义的那样。
例如，在车轮两侧成对布置辐条A和辐条B是可能的，车轮两侧的辐条对具有相同的角位置，因此在连接辐条的轮辋的每一个区域里，分别属于车轮两侧的两个辐条对相互会聚。在车轮的一侧或者两侧，也可以提供辐条对，它与位于车轮同一侧的单根辐条交替布置。
权利要求
1.一种用于自行车的辐条轮，其包括一个轮辋(3)、一个轮毂(2)和多个辐条，该轮毂(2)具有一个第一固定部分(2a)和一个第二固定部分(2b)，用于固定辐条，该辐条使轮毂(2)和轮辋(3)相连，其中，第一组辐条(A)与第一固定部分(2a)相连，第二组辐条(B)与第二固定部分(2b)相连；所述车轮的特征在于，两组辐条(A，B)中的至少一组中存在至少两个辐条(A)聚集在一起形成辐条对(C)，该辐条对(C)中没有另一组的辐条插入。
2.根据权利要求1的辐条轮，其特征在于，辐条(A)的辐条对(C)在轮辋(3)上的连接点彼此接近。
3.根据权利要求2的辐条轮，其特征在于，辐条(A)的辐条对(C)在轮辋(3)上的连接点存在一段距离(L)，该距离(L)等于或者小于具有相同总数辐条的传统车轮的间距(P)的60％。
4.根据权利要求2的辐条轮，其特征在于，辐条(A)的辐条对(C)在轮辋(3)上的连接点存在一段距离(L)，该距离(L)等于或者小于具有相同总数辐条的传统车轮的间距(P)的40％。
5.根据权利要求2的辐条轮，其特征在于，辐条(A)的辐条对(C)在轮辋(3)上的连接点存在一段距离(L)，该距离(L)等于或者小于具有相同总数辐条的传统车轮的间距(P)的25％。
6.根据权利要求2的辐条轮，其特征在于，辐条(A)的辐条对(C)在轮辋(3)上的连接点存在一段接近于零的距离(L)。
7.根据权利要求6的辐条轮，其特征在于，辐条(A)的辐条对(C)在轮辋(3)上的连接点与到轮辋(3)的单个连接点一致。
8.根据权利要求1和2的辐条轮，其特征在于，属于所述组辐条(A)的所有辐条聚集在一起形成辐条对(C)，所述辐条对(C)之间以角距离间隔设置。
9.根据前述权利要求中的一个的辐条轮，其特征在于，第二组辐条(B)中至少两个辐条聚集在一起形成辐条对(C)。
10.根据权利要求9的辐条轮，其特征在于，辐条(B)的辐条对(C)在轮辋(3)上的连接点彼此接近。
11.根据权利要求9和10的辐条轮，其特征在于，属于所述第二组辐条(B)的所有辐条聚集在一起形成辐条对(C)，所述辐条对(C)之间以角距离间隔设置。
12.根据权利要求11的辐条轮，其特征在于，第二组辐条(B)的辐条对(C)与第一组辐条(A)的辐条对(C)以角距离交替布置。
13.根据权利要求11的辐条轮，其特征在于，第二组辐条(B)的辐条对(C)布置在与第一组辐条(A)的辐条对(C)的位置基本上一致的角位置上。
14.根据权利要求1或者9的辐条轮，其特征在于，辐条(A，B)的每一个辐条对(C)由两个辐条组成，所述两个辐条按照关于车轮轴的两个切向方向布置。
15.根据权利要求14的辐条轮，其特征在于，两个前述的切向方向向外会聚。
16.根据权利要求1或9的辐条轮，其特征在于，辐条(A)的辐条对(C)在轮辋(3)的连接点存在一段距离(L)，该距离(L)小于车轮轮毂(2)的最大直径。
17.根据权利要求1的辐条轮，其特征在于，第一组辐条(A)的数量大于第二组辐条(B)的数量。
18.根据权利要求17的辐条轮，其特征在于，第一组辐条(A)的数量是第二组辐条(B)的数量的两倍。
19.根据权利要求18的辐条轮，其特征在于，第二组辐条(B)是单根辐条。
20.根据权利要求19的辐条轮，其特征在于，第二组单根辐条(B)有角度地插在第一组辐条(A)的辐条对(C)之间。
21.根据权利要求19的辐条轮，其特征在于，如果从车轮轴的方向上看，第二组辐条(B)是径向布置的辐条。
22.根据前述权利要求的任意一个的辐条轮，其特征在于，第一组辐条(A)的张紧力与第二组辐条(B)的张紧力沿车轮轴的方向总体上彼此基本平衡。
23.根据权利要求1的辐条轮，其特征在于，第一组辐条(A)关于车轮的中平面(M)存在一个倾角(α)，该倾角(α)小于第二组辐条(B)关于所述中平面(M)的倾角(β)。
24.根据权利要求23的辐条轮，其特征在于，在包括车轮轴的各自径向平面中的第一组辐条(A)的张紧力的总和，和在包括车轮轴的各自径向平面中的第二组辐条(B)的张紧力的总和，彼此之间存在一个比率，该比率等于各自倾斜角(α，β)的正弦值之间的比率的反比值(sinβ/sinα)。
25.根据前述权利要求中任意一个的辐条轮，其特征在于，第一组辐条(A)的辐条对(C)等距间隔布置。
26.根据权利要求25的辐条轮，其特征在于，第二组辐条(B)的辐条对(C)等距间隔布置。
27.根据权利要求26的辐条轮，其特征在于，第二组辐条(B)的每一个辐条对(C)在第一组辐条(A)的两个相邻辐条对(C)之间等距布置。
28.根据权利要求25的辐条轮，其特征在于，第二组单根辐条(B)等距间隔布置。
29.根据权利要求28的辐条轮，其特征在于，第二组的每一个辐条(B)在第一组辐条(A)的两个相邻辐条对(C)之间等距布置。
30.根据权利要求29的辐条轮，其特征在于，它是一个后轮。
31.根据权利要求8的辐条轮，其特征在于，具有两倍辐条数量的车轮的一侧与带有链轮盘(5)的轮毂的一侧相对应。
32.根据权利要求12的辐条轮，其特征在于，第一组辐条和第二组辐条包括相同数量的辐条对。
33.根据权利要求12的辐条轮，其特征在于，它是一个前轮。
34.根据权利要求8的辐条轮，其特征在于，第一组辐条的辐条对的数量在4和14之间，并包含两个极限值。
35.根据权利要求11的辐条轮，其特征在于，第二组辐条的辐条对的数量在4和14之间，并包含两个极限值。
36.根据权利要求19的辐条轮，其特征在于，第二组单根辐条的数量在4和14之间，并包含两个极限值。
37.根据权利要求7的辐条轮，其特征在于，每一个辐条对(C)的两个辐条(A)会聚，直到它们和共用连接部件(D)一起结合到轮辋上。
38.根据权利要求37的辐条轮，其特征在于，所述共用连接部件设置有到轮辋的连接装置，从而使所述辐条对的两个辐条同时张紧成为可能。
全文摘要
这里描述了一种用于自行车的辐条轮，它包括一个轮毂(2)、一个轮辋(3)以及多个连接轮毂和轮辋的辐条；其中，所述辐条包括布置在车轮一侧的第一组辐条以及布置在车轮另一侧的第二组辐条，该第一组辐条由与轮毂第一部分相连的辐条组成，该第二组辐条由与轮毂第二部分相连的辐条组成，该第二部分与该第一部分相隔一段轴向距离。第一组辐条聚集在一起形成辐条对，每一对辐条对彼此之间以角距离间隔布置，每对辐条对的辐条的外端彼此接近。
文档编号B60B1/04GK1533921SQ20041003138
公开日2004年10月6日 申请日期2004年3月26日 优先权日2003年3月28日
发明者毛里齐奥·帕萨罗托, 毛里齐奥 帕萨罗托 申请人:坎培诺洛有限公司