专利名称：自行车轮圈的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自行车轮圈，更具体地涉及一种呈环状体的自行车轮圈，其最大宽度被布置成与该轮圈的轮胎接合部相比更靠近辐条接合部。
背景技术：
当自行车在空气中行进时，在自行车车轮周围产生不利的紊流，其产生抵抗自行车向前运动的阻力。另外，自行车的向前运动可能因导致自行车倾斜的侧风而受到阻碍。
发明内容
本发明提供一种用于具有轮胎、轮毂和辐条的自行车车轮的轮圈。所述轮圈大体包括径向外侧的轮胎接合部；径向内侧的辐条接合部；第一侧壁；以及与所述第一侧壁间隔开的第二侧壁。所述第一侧壁和所述第二侧壁在所述轮胎接合部与所述辐条接合部之间延伸。所述轮胎接合部和所述辐条接合部以及所述第一侧壁和所述第二侧壁形成环状体。 所述轮圈的最大宽度被布置成与所述轮胎接合部相比更靠近于所述辐条接合部。在本发明的一个实施方式中，所述轮圈的最大宽度比轮胎的直径Dt大，并且所述轮圈的高度大于 40mm或者大于该轮圈的直径的 %。由所述轮圈和安装在该轮圈上的所述轮胎形成的横截面基本上为椭圆形。所述轮圈的纵横比在1.5至5的范围内。在其中一个实施方式中，所述轮圈和所述轮胎包括侧轮廓，所述轮圈包括转向轴线，所述横截面设置为使得所述侧轮廓上的压力中心定位在所述轮圈的所述转向轴线的后方或下方，或者定位在所述轮圈的所述转向轴线的后下方。结合附图并根据本发明的一个或多个实施方式的下列说明使得能够更加全面地理解本发明的前述以及其它特征和优点。
附图中图1是装有金属辐条的自行车车轮的侧视图；图2是三辐条式自行车车轮的侧视图；图3是管状轮圈、轮胎和金属辐条的剖视图；图4是嵌合式轮圈、轮胎和金属辐条的剖视图；图5是图3的管状轮圈的立体截面图；图6是图3的嵌合式轮圈的立体截面图；图7是根据本发明的另一实施方式的轮圈的示意性截面图；图8是高度为58mm的轮圈的计算流体动力学(CFD)力曲线图；以及图9是高度为81mm的轮圈的计算流体动力学(CFD)力曲线图。
具体实施例方式
4
图1、图3和图5示出了自行车车轮10，该自行车车轮包括呈环状体的轮圈12、轮胎14、轮毂16和辐条系统18。轮毂16被安装至自行车的车架(未示出)。辐条系统18包括多根金属辐条20，通常大约为32至36根。参看图3，辐条20包括螺纹端22和接头24， 用以将辐条20固定到轮圈12。另选地，辐条系统沈可包括三个复合辐条观，这三个复合辐条成型在自行车轮32的轮圈30中(参见图2)。图1、图3和图5中所示的车轮10是管状车轮或缝合式车轮，其中轮胎14粘合在轮圈12上。轮圈12大体包括径向外侧的轮胎接合部34、径向内侧的辐条接合部36、第一侧壁38和与第一侧壁38间隔开的第二侧壁40。第一侧壁38和第二侧壁40在轮胎接合部；34与辐条接合部36之间延伸。轮胎14被粘合到轮圈12的轮胎接合部34。辐条接合部36包括多个第一开口 39，该第一开口用于接收从其穿过的辐条20的螺纹端22。轮胎接合部34包括与所述多个第一开口 39对准的多个第二开口 41，该多个第二开口用于接收工具，该工具用于把接头M上紧在辐条20的螺纹端22上，从而将辐条固定到轮圈12。轮胎接合部34和辐条接合部36以及第一侧壁38和第二侧壁40形成环状体。图4和图6中示出了另一种类型的车轮，即嵌合车轮42(ClinCher wheel)，其中轮胎46的胎圈43、44嵌入轮圈48。轮圈48大体包括径向外侧的轮胎接合部50、径向内侧的辐条接合部52、第一侧壁M和与第一侧壁M间隔开的第二侧壁56。第一侧壁M和第二侧壁56在轮胎接合部50与辐条接合部52之间延伸。轮胎接合部50包括一对周向胎圈接合构件49、51，其用于接合轮胎46的胎圈43、44。辐条接合部52包括多个第一开口 53，该多个第一开口用于接收从其穿过的辐条60的螺纹端58。轮胎接合部50包括与多个第一开口 53对准的多个第二开口 55，该多个第二开口用于接收工具，该工具用于把接头62上紧在辐条60的螺纹连接端58上，从而将辐条60固定到轮圈48。轮胎接合部50和辐条接合部 52以及第一侧壁M和第二侧壁56形成环状体。在本文中，环状体或呈环状体是指由一平面闭合曲线围绕与其处于同一平面内但不与之相交的线旋转而产生的表面。环状体的平面闭合曲线可呈任何形状。参照图5和图 6，分别产生呈环状体的轮圈12和48形状的平面闭合曲线基本上为椭圆，该椭圆已被改变为在轮胎接合部34、50处分别具有凹入端。参看图3和图4，呈环状体的轮圈12、48的大截面尺寸和小截面尺寸限定了纵横比。轮圈12、48的纵横比是轮圈高度H与轮圈宽度W之比。当轮圈垂直于水平面取向时，轮圈高度H被限定为最大竖向轮圈尺寸。当轮圈垂直于水平面取向时，轮圈宽度W为最大水平尺寸。呈环状体的轮圈和安装到其上的轮胎可形成基本上为椭圆的截面，并且轮圈的纵横比在1.5至5的范围内。在所示的实施方式中，轮圈 12,48的最大高度H为58mm，最大宽度W为27mm，因此形成2. 15的纵横比。优选地，轮圈高度H大于40mm或者大于轮圈直径Dr的7%。为了改善空气动力学效率，最大轮圈宽度W 与轮胎直径Dt之比在大约1. 05至125的范围内。呈环状体的轮圈12、48的最大宽度W被布置成与轮胎接合部34、50相比更靠近于辐条接合部36、52。在图3和图4中，最大宽度W被布置成距轮圈的一端22mm。图7示出了另选的轮圈70，该轮圈70呈环状体的形状，其纵横比为1. 8(W = 31. 75mm, H = 57. 22mm)， 并且最大宽度W布置成与轮圈70的轮胎接合部74相比更靠近于辐条接合部72。图8和图 9是CFD (Computational Fluid Dynamic 计算流体力学)力曲线图，其示出了高度分别为 58mm和81mm的轮圈的侧向力。在图8和图9的轮圈中，SP表示侧轮廓(side profile),由侧风引起的压力中心CP位于车轮(进而轮圈)的转向轴线SA或者轮毂16轴线的后下方。该力曲线图(CFD)所表示的是轮圈形状的函数，并且表明了该轮圈形状在侧风中是自稳定的。这改善了该车轮的操纵和性能。靠后的压力中心倾向于使车轮转向顶风，并且靠下的压力中心减小了风对自行车倾角的杠杆作用，靠后和靠下的压力中心均有助于内在地更加稳定车轮并且改善空气动力学效率。与之相比，常见的轮圈形状所形成的压力中心处于转向轴线的前方和上方。其结果是，车轮在侧风中被推向或者被引向该侧风的吹动方向； 更高的压力中心赋予风更大的杠杆，风借助该更大的杠杆驱使自行车倾斜。这是一种内在不稳定状况，这种内在不稳定状况通过在此公开的本发明得到成功解决。呈环状体的轮圈14、18由复合材料制成。另外，轮圈的内部可以根据需要是实心的、中空的、被填充或者被加强，以获得期望的强度、重量和成本。尽管通过参照若干实施方式已描述了本发明，但应理解，在所述的发明理念的精神和范围内可以进行多种变化。因而，本发明旨在不被局限于所公开的实施方式，而是包括由所附权利要求的措词所允许的全部范围。
权利要求
1.一种用于具有轮胎、轮毂和辐条的自行车车轮的轮圈，所述自行车轮圈包括 径向外侧的轮胎接合部；径向内侧的辐条接合部； 第一侧壁；以及第二侧壁，该第二侧壁与所述第一侧壁间隔开，所述第一侧壁和所述第二侧壁在所述轮胎接合部与所述辐条接合部之间延伸；所述轮胎接合部和所述辐条接合部以及所述第一侧壁和所述第二侧壁形成环状体， 所述轮圈的最大宽度被布置成与所述轮胎接合部相比更靠近于所述辐条接合部。
2.根据权利要求1所述的轮圈，其中，所述轮圈的最大高度大于40mm。
3.根据权利要求1所述的轮圈，其中，所述轮圈的最大高度大于所述轮圈的直径的7%。
4.根据权利要求2所述的轮圈，其中，所述轮圈的最大高度与所述轮圈的最大宽度之比在1.5至5的范围内。
5.根据权利要求4所述的轮圈，其中，由所述轮圈和安装在所述轮圈上的所述轮胎形成的横截面基本上为椭圆形。
6.根据权利要求5所述的轮圈，其中，所述轮圈和所述轮胎具有侧轮廓，所述轮圈包括转向轴线，所述横截面设置为使得所述侧轮廓上的压力中心定位在所述轮圈的所述转向轴线的后方和下方之一。
7.根据权利要求1所述的轮圈，其中，由所述轮圈和安装在该轮圈上的所述轮胎形成的横截面基本上为椭圆形。
8.一种用于具有轮胎、轮毂和辐条的自行车车轮的轮圈，所述自行车轮圈包括 径向外侧的轮胎接合部；径向内侧的辐条接合部； 第一侧壁；以及第二侧壁，该第二侧壁与所述第一侧壁间隔开，所述第一侧壁和所述第二侧壁在所述轮胎接合部与所述辐条接合部之间延伸；所述轮胎接合部和所述辐条接合部以及所述第一侧壁和所述第二侧壁形成环状体， 所述轮圈的最大宽度比轮胎的直径大，所述轮圈的所述最大宽度被布置成与所述轮胎接合部相比更靠近于所述辐条接合部。
9.根据权利要求8所述的轮圈，其中，所述轮圈的高度大于40mm。
10.根据权利要求8所述的轮圈，其中，所述轮圈的最大高度大于所述轮圈的直径的7%。
11.根据权利要求10所述的轮圈，其中，所述轮圈的最大高度与所述轮圈的最大宽度之比在1.5至5的范围内。
12.根据权利要求11所述的轮圈，其中，由所述轮圈和安装在该轮圈上的所述轮胎形成的横截面基本上为椭圆形。
13.根据权利要求12所述的轮圈，其中，所述轮圈和所述轮胎具有侧轮廓，所述轮圈包括转向轴线，所述横截面设置为使得所述侧轮廓上的压力中心定位在所述轮圈的所述转向轴线的后方和下方之一。
14.根据权利要求8所述的轮圈，其中，由所述轮圈和安装在所述轮圈上的所述轮胎形成的横截面基本上为椭圆形。
全文摘要
一种用于包括轮胎、轮毂和辐条的自行车车轮的轮圈。所述自行车轮圈大体包括径向外侧的轮胎接合部；径向内侧的辐条接合部；第一侧壁；以及与所述第一侧壁间隔开的第二侧壁。所述第一侧壁和所述第二侧壁在所述轮胎接合部与所述辐条接合部之间延伸。所述轮胎接合部和所述辐条接合部以及所述第一侧壁和所述第二侧壁形成环状体。所述轮圈的最大宽度被布置成与所述轮胎接合部相比更靠近于所述辐条接合部。
文档编号B60B1/02GK102233784SQ20111011824
公开日2011年11月9日 申请日期2011年5月9日 优先权日2010年5月7日
发明者约书亚·珀尔特纳, 迈克尔·霍尔 申请人:什拉姆有限责任公司