自行车轮圈和相应的自行车车轮的制作方法
【专利摘要】本发明涉及自行车轮圈（10）和相应的自行车车轮，所述轮圈包括：径向外部部分（12），其被构造成与自行车轮胎联接；和径向内部部分（14），其包括用于相应的辐条（17）的多个附接孔（16）。所述轮圈（10）的所述径向内部部分（14）包括对向的侧壁（14a、14b）和底壁（14c），在所述底壁（14c）中形成所述多个孔（16）。所述底壁（14c）被构造用以，在所述孔（16）中的至少一些孔处容纳相应的穿孔插入体（18），用于保持所述辐条的头部。所述轮圈（10）的所述径向内部部分（14）还包括第一曲率不连续处（14d、14e），其将所述侧壁（14a、14b）中的至少一个侧壁与所述底壁（14c）分离。
【专利说明】自行车轮圈和相应的自行车车轮
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种自行车轮圈。
[0002]本发明还涉及一种包括这种轮圈的自行车车轮。
【背景技术】
[0003]已知，自行车轮圈包括:径向外部部分，该径向外部部分被构造成与轮胎联接；和径向内部部分，该径向内部部分包括用于相应辐条的多个附接孔。
[0004]通常，径向内部部分包括对向的侧壁和底壁，在底壁中形成上述孔。
[0005]已知“对称轮圈”和“不对称轮圈”，它们是这种轮圈，即:它们的径向内部部分具有径向截面，该径向截面关于轮圈的纵分(sagittal)中间平面分别对称或不对称。
[0006]在本说明书和所附的权利要求书中，使用表述“纵分中间平面”指示如下平面，该平面垂直于轮圈的旋转轴线，并且穿过被安装在轮圈上的轮胎的中间。因而，纵分中间平面与被安装在轮圈上的轮胎的对称平面重合。
[0007]通常，辐条在上述孔处与车轮关联，并且被定向为相对于纵分中间平面成预定倾斜度，以便获得预定外倾角。
[0008]对称轮圈通常用于自行车前轮，而不对称轮圈通常用于后轮。实际上，轮圈的径向内部部分的不对称形状使得更易于获得高外倾角，其中，由于在轮毂的一侧上提供链轮组件，所以后轮特别需要高外倾角。然而，也能够在前轮中使用不对称轮圈，特别是使用碟刹时。
[0009]在自行车领域，特别是竞赛自行车，特别需要制造这种轮圈，它们坚固并且可靠，同时又轻。
[0010]因此，存在使轮圈的径向内部部分的壁具有低厚度的趋势，该厚度仍足以使轮圈具有期望的强度和可靠性的特征。
[0011] 申请人:已经发现，被紧固的辐条的头部在相应的孔周围的接触区域中对轮圈施加相当大的应力。这种应力决定了在该孔处的张力高度集中，这涉及需要至少在底壁处提供
预定厚度。
[0012]同一 申请人:的EP2422959公开了对称轮圈，该对称轮圈设置有穿孔插入体，用于保持辐条的头部。辐条在轮圈的底壁上制出的相应孔处穿过插入体。插入体被布置在上述孔处，处在辐条的头部和底壁之间。
[0013]在EP2422959中描述的插入体允许由被紧固的辐条产生的应力分布在底壁的孔周围的接触区域上，其比没有插入体时大。因此，与不使用插入体的情况相比，底壁的厚度能够有利地更小。
[0014]然而， 申请人:已经发现，能够改进底壁和插入体之间的接触。通过改进上述接触，能够改进由被紧固的辐条产生的应力在轮圈上的分布，以便进一步减小底壁的厚度，并且因此进一步使轮圈变轻。
[0015] 申请人:已经发现，在不对称轮圈中，也存在减小壁的厚度的需要，以便使轮圈变轻，并且在这种情况下，也能够通过特别关注由被紧固的辐条的附接头部在轮圈上产生的应力而满足这种需求。
[0016]因此，基于本发明的技术问题在于，实现被紧固的辐条的张力在轮圈(对称或不对称的)上的最佳分布，以便能够减小轮圈的厚度，并且因而获得期望的重量减小。
【发明内容】
[0017]因此，本发明在其第一方面涉及一种自行车轮圈，包括:
[0018]径向外部部分，所述径向外部部分被构造成与自行车轮胎联接；
[0019]径向内部部分，所述径向内部部分包括用于相应的辐条的多个附接孔，
[0020]其中，所述径向内部部分包括对向的侧壁和底壁，在所述底壁中形成所述多个孔，
[0021]其特征在于，所述径向内部部分包括第一曲率不连续处，所述第一曲率不连续处将所述侧壁中的至少一个侧壁与所述底壁分离，并且其中，所述底壁被构造用以在所述孔中的至少一些孔处容纳相应的穿孔插入体，用于保持所述辐条的头部。
[0022]本发明在其第二方面涉及一种自行车车轮，所述自行车车轮包括上述轮圈。
[0023]在本说明书和所附的权利要求书中，表述“曲率不连续处”用于指示在沿给定轮廓的在曲率上的相当大的突然改变。
[0024]在本说明书和之后所附的权利要求书中，当涉及辐条的头部时，包括如下两种构造，即:其中该头部通过加宽辐条的端部部分限定的构造；以及其中该头部由接头(nipple)限定的构造，该接头被螺纹旋拧到辐条的端部部分上(因而，该端部部分设置有螺纹，用于使接头螺纹旋拧到其上)。代替接头，能够使用能够以常规方式与辐条的端部部分关联的不同联接构件。
[0025]有利地，在本发明的轮圈中提供上述第一曲率不连续处，使得能够容纳穿孔插入体，用于将辐条的头部保持在底壁处，并且能够与侧壁的轮廓或曲率无关地，根据被构造成与上述底壁联接的插入体的壁的曲率而选择该底壁的曲率。因此，该第一不连续处越明显，侧壁的曲率和底壁的期望曲率之间的差异就越大。因而，能够获得由被紧固的辐条在轮圈的底壁上产生的张力的最佳分布。因此，能够减小该底壁的厚度，以便在不损害本发明的轮圈的强度和可靠性的情况下，产生期望的轻重量。
[0026]特别地， 申请人:已经发现，当辐条被紧固时，第一曲率不连续处导致轮圈的底壁的收缩效果，并且与轮圈的径向内部部分的轮廓(以及因此对称和不对称轮圈)无关地获得该效果。由于这种效果，在穿孔插入体和底壁之间的互相接触面积增加，并且继而轮圈上的张力分布得到改进。
[0027] 申请人:也已经发现，提供具有根据插入体的壁的曲率而选择的曲率的底壁，有利地允许定向辐条，以便获得期望的外倾角，同时保持穿孔插入体和底壁之间的最佳接触，继而获得在轮圈上的最佳应力分布。
[0028]在上述方面中任意方面中，本发明都能够包括单独地或以组合方式获得的如下优选特征中的一个或更多个。
[0029]优选地，所述底壁具有预定轮廓，并且所述穿孔插入体中的每个包括联接壁，用于与所述底壁联接，其中，所述联接壁具有基本匹配所述预定轮廓的轮廓。
[0030]更优选地，所述底壁具有基本圆形的轮廓，所述轮廓具有预定的第一弯曲半径，并且所述穿孔插入体中的每个包括联接壁，用于与所述底壁联接，所述联接壁具有基本圆形的轮廓，所述轮廓具有基本等于所述第一弯曲半径的弯曲半径。
[0031]在本说明书和所附的权利要求书中，表述“基本圆形的轮廓”用于指示如下轮廓，即:对于其大部分延伸部，该轮廓与圆弧的形状基本一致。
[0032]有利地，以此方式，获得匹配表面之间的形状联接，即在穿孔插入体和底壁之间的接触是最佳的(继而获得最佳的轮圈上的应力分布)，并且与为了获得期望的外倾角而赋予辐条的特定倾斜度无关地，保持最佳。
[0033]在本发明的轮圈的第一优选实施例中，所述径向内部部分关于所述轮圈的纵分中间平面对称。以此方式，做出对称轮圈。
[0034]在本发明的轮圈的第二优选实施例中，所述径向内部部分关于所述轮圈的纵分中间平面不对称。以此方式，做出不对称轮圈。
[0035]优选地，本发明的轮圈包括第二曲率不连续处，所述第二曲率不连续处将所述对向侧壁的另一侧壁与所述底壁分离。
[0036]在对称轮圈的情况下，该第二曲率不连续处当然关于上述纵分中间平面与上述第一曲率不连续处形成镜像。
[0037]另一方面，在不对称轮圈的情况下，上述第二曲率不连续处能够不与上述第一曲率不连续处形成镜像，即上述第二曲率不连续处能够明显地大于或小于第一曲率不连续处，和/或上述第二曲率不连续处能够被布置在相对于第一曲率不连续处的不同径向位置中。
[0038] 申请人:已经发现，与其形状和位置无关地，当辐条被紧固时，第二曲率不连续处导致轮圈的底壁收缩更大，继而在穿孔插入体和底壁之间的互相接触面积增大，并且改进张力在轮圈上的分布。这在对称和不对称轮圈两者中都发生。
[0039]优选地，所述至少一个侧壁具有基本圆形的轮廓，所述轮廓具有大于所述第一弯曲半径的预定第二弯曲半径。
[0040]替代地，所述至少一个侧壁具有基本直线的轮廓。
[0041]因此，由于提供了上述曲率不连续处，能够与侧壁的轮廓无关地，在底壁中做出期望的轮廓。
[0042]在不对称轮圈的情况下，提供一种优选实施例，其中，所述对向侧壁中的一侧壁具有基本圆形的轮廓，所述轮廓具有所述预定第二弯曲半径，并且所述对向侧壁中的另一侧壁具有基本圆形的轮廓，所述轮廓具有与所述第二弯曲半径不同的第三弯曲半径。
[0043]优选地，所述第一曲率不连续处被限定在轮圈的径向内部部分的轴向内部表面和轴向外部表面两者上。
[0044]有利地，以此方式，能够使得轮圈的径向内部部分的底壁和侧壁具有基本均匀的厚度，特别是基本相等的厚度，从而具有在生产和成本方面的明显优点。
[0045]优选地，所述第二曲率不连续处也被限定在轮圈的径向内部部分的轴向内部表面和轴向外部表面两者上。
【专利附图】
【附图说明】
[0046]通过参考用于指示而非限制目的而给出的附图，通过下文本发明优选实施例的详细说明，本发明的进一步特征和优点将变得更清楚。在附图中:
[0047]图1示意性示出根据本发明的自行车轮圈的第一实施例的透视图；
[0048]图2示意性示出图1的轮圈的截面的放大透视图；
[0049]图3示意性示出图1的轮圈的放大径向截面图；
[0050]图4示意性示出图1的轮圈的放大径向截面图，其中，当紧固辐条(未示出)时，虚线示出轮圈的未变形构造(对应于图3)，并且实线示出轮圈的变形构造；
[0051]图5和6分别示意性示出，在轮圈的未变形构造中和在轮圈的变形构造中，图4的轮圈的放大径向截面图；
[0052]图7示意性示出根据本发明的自行车轮圈的第二实施例的截面的放大透视图；
[0053]图8示意性示出图7的轮圈的放大径向截面图；
[0054]图9示意性示出根据本发明的自行车轮圈的第三实施例的径向截面图；
[0055]图10示意性示出图9的轮圈的放大径向截面图，其中，当紧固辐条(未示出)时，虚线示出轮圈的未变形构造，并且实线示出轮圈的变形构造；
[0056]图11示意性示出包括图1的轮圈的根据本发明的自行车车轮的透视图。
【具体实施方式】
[0057]参考图1-6，示出整体以附图标记10指示的根据本发明的自行车轮圈的第一实施例。
[0058]轮圈10是车轮11 (图11)的一部分，并且包括:径向外部部分12，该径向外部部分12被构造成与轮胎100联接；和径向内部部分14，该径向内部部分14包括用于相应辐条17 (在图11中示出，其中附图标记17仅关联一些上述辐条)的多个附接孔16 (附图标记16仅关联一些上述孔)。该辐条17在与用于附接至轮圈10的那些端部相反的端部处连接至轮毂19 (图11)。在该情况下，轮胎100优选地设置有气腔。
[0059]优选地，轮圈10至少部分地由包括被包含在聚合材料中的结构纤维的复合材料制成，或者由轻质合金制成，例如铝或其合金。然而，存在如下实施例，其中轮圈10由金属材料制成，优选地为轻质合金，例如铝或其合金。
[0060]径向外部部分12通过分离壁13与径向内部部分14分离，分离壁13在径向外部部分12处限定了用于轮胎100的卷边的支撑壁。
[0061]径向外部部分12具有关于轮圈10的纵分中间平面X-X基本对称的径向截面。
[0062]如图2-4中清晰示出，另一方面，轮圈10的径向内部部分14关于纵分中间平面X-X不对称。因此，轮圈10为不对称轮圈。
[0063]径向内部部分14包括对向的侧壁14a、14b和底壁14c，孔16在底壁14c中形成。侧壁14a、14b和分离壁13 —起限定了轮圈10的径向内部部分14中的单个封闭腔140(图4)。
[0064]径向外部部分12包括用于在底壁14c的孔16处插入辐条17的相应的多个孔12a(图2)。为了简化图示，在图1中未示出孔12a。
[0065]如图2-6中清晰示出，径向内部部分14在每个侧壁14a、14b处包括相应的曲率不连续处14d、14e，其将侧壁14a、14b与底壁14c分离。因而，底壁14c在其径向外部位置中由上述曲率不连续处14d、14e定界。[0066]曲率不连续处14d、14e被限定在轮圈10的径向内部部分14的轴向内部表面14f和轴向外部表面14g两者上。
[0067]曲率不连续处14d、14e处于关于纵分中间平面X_X的镜像位置中。
[0068]优选地，底壁14c具有基本圆形的轮廓，其具有预定弯曲半径(图中未指示)。替代地，底壁14c能够具有基本椭圆形的轮廓。
[0069]底壁14c在孔16中的至少一些孔处容纳相应的穿孔插入体18，用于保持辐条17的头部。因而，底壁14c限定底座，用于容纳穿孔插入体18。
[0070]优选地，穿孔插入体18由包括被包含在聚合材料中的结构纤维的复合材料制成。在其替代性实施例中，穿孔插入体18由金属材料制成，优选地为轻质合金，例如铝或其合金。
[0071]每个穿孔插入体18包括联接壁18a，用于联接底壁14c (图5)。
[0072]该联接壁18a具有匹配底壁14c的轮廓的轮廓。
[0073]在图2-6中示出的非限制性优选实施例中，联接壁18a具有基本圆形的轮廓，其具有如下弯曲半径(图中未指示)，该弯曲半径基本等于底壁14c的弯曲半径。在图5中，在插入孔18的联接壁18a和底壁14c之间有意留有过量空间，以便在紧固辐条之前和之后更好地示出在插入体18和底壁14c之间的互相定位，这在下文将更清楚。
[0074]穿孔插入体18能够与EP2422959中描述的类型相同。在轮圈10由复合材料制成的情况下，穿孔插入体18能够与轮圈18共同模制(co-moulded)。
[0075]侧壁14a (在图2_4中的左侧示出)具有基本圆形的轮廓，其具有大于底壁14c的弯曲半径的预定弯曲半径(图中未指示)。
[0076]侧壁14b (在图2-4中的右侧示出)也具有基本圆形的轮廓，其具有大于底壁14c的弯曲半径的预定弯曲半径(图中未指示)。在图2-4中示出的非限制性示例中，侧壁14b的弯曲半径大于侧壁14a的弯曲半径。
[0077]图4-6示出在辐条17被紧固之后轮圈10受到的变形，特别是在轮圈10由复合材料制成的情况下。
[0078]如上所述，轮圈10被示意性以虚线绘制来图示其未变形构造(对应于图3)，并且以实线绘制来图示当紧固辐条17时轮圈10的变形构造。类似地，插入体18在轮圈10的未变形构造中被示意性以虚线绘制，并且在轮圈10的变形构造中以实线绘制。
[0079]图5和6分别示出轮圈10的未变形构造和变形构造中的底壁14c和穿孔插入体18的放大图。
[0080]通过图5和6之间的比较能够看出，在轮圈10的变形构造中，在底壁14c和穿孔插入体18的联接壁18a之间的接触表面比在轮圈10的未变形构造中的大。这是由于提供了曲率不连续处14d、14e而在辐条17的紧固步骤中获得的在轮圈10的底壁14c中的收缩效果的结果。当然，也能够通过仅提供曲率不连续处14d、14e中的一个而获得有利的收缩效果(并且因此，在底壁14c和穿孔插入体18的联接壁18a之间的接触表面有利地增加)。
[0081]参考图7和8，示出根据本发明的自行车轮圈10的第二实施例。
[0082]在图7和8中，对于在功能观点上与上文参考图1-6所述的轮圈10的那些结构元件相同或等同的结构元件，将被赋予相同的附图标记，并且将不再进一步描述这些元件。
[0083]图7和8的轮圈10也是不对称轮圈。然而，其与图2-6的轮圈10的不同之处基本在于其径向外部部分12。
[0084]特别地，图7和8的轮圈的径向外部部分12具有关于轮圈10的纵分中间平面X_X基本对称的径向截面，但是与图2-6的轮圈10的径向外部部分12不同，该径向外部部分12包括对向的环状翼12b，用于紧固轮胎100。该轮胎100可以具有或可以不具有气腔。
[0085]另一方面，径向内部部分14基本与图2-6的轮圈10的径向内部部分14相同。
[0086]参考图9和10，示出根据本发明的自行车轮圈10的第三实施例。
[0087]在图9和10中，对于在功能观点上与上文参考图1-6所述的轮圈10的那些结构元件相同或等同的结构元件，将被赋予相同的附图标记，并且将不再进一步描述这些元件。
[0088]特别地，图9和10的轮圈10与图2-6的轮圈10不同之处基本在于，其为对称轮圈。
[0089]特别地，径向内部部分14关于纵分中间平面X-X对称。
[0090]更特别地，径向内部部分14的对向侧壁14a和14b关于纵分中间平面X_X对称，并且具有基本圆形的轮廓，其具有大于底壁14c的弯曲半径的弯曲半径(图中未指示)。
[0091]图10示出在辐条17被紧固时轮圈10的径向内部部分14受到的变形，特别是在轮圈10由复合材料制成的情况下。
[0092]在该情况下，轮圈10同样被示意性以虚线绘制来图示其未变形构造(对应于图9)，并且以实线绘制来图示当紧固辐条17时轮圈10的变形构造。类似地，插入体18在轮圈10的未变形构造中被示意性以虚线绘制，并且在轮圈10的变形构造中以实线绘制。应清楚的是，在该情况下，也存在有利的收缩效果，并且因此，在底壁14c和穿孔插入体18的联接壁18a之间的接触表面有利地增加。
[0093]特别有利的是，也在不对称轮圈10中以及在具有不引入注意的轮廓(lowprofile)的对称轮圈中，提供上述曲率不连续处14d、14e,其中径向内部部分14的侧壁14a、14b具有基本圆形的轮廓，其具有大于对于底壁14c而言是期望的弯曲半径的弯曲半径。
[0094]当然，本领域技术人员能够对上述自行车轮圈10和相应的自行车车轮11作出多种变型和变体，以便满足特定和附随的要求，在任何情况下，所有这些变型和变体都在由所附权利要求书限定的本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种自行车轮圈(10)，包括: 径向外部部分(12)，所述径向外部部分(12)被构造成与自行车轮胎(100)联接； 径向内部部分(14)，所述径向内部部分(14)包括用于相应的辐条(17)的多个附接孔(16)， 其中，所述径向内部部分(14)包括对向的侧壁(14a、14b)和底壁(14c)，在所述底壁(14c)中形成所述多个孔(16)， 其特征在于，所述径向内部部分(14)包括第一曲率不连续处(14d、14e),所述第一曲率不连续处(14d、14e)将所述侧壁(14a、14b)中的至少一个侧壁与所述底壁(14c)分离，并且其中，所述底壁(14c)被构造用以在所述孔(16)中的至少一些孔处容纳相应的穿孔插入体(18)，用于保持所述辐条(17)的头部。
2.根据权利要求1所述的轮圈(10)，其中，所述底壁(14c)具有预定轮廓，并且所述穿孔插入体(18)中的每个包括联接壁(18a)，用于与所述底壁(14c)联接，其中，所述联接壁(18a)具有基本匹配所述预定轮廓的轮廓。
3.根据权利要求1所述的轮圈(10)，其中，所述底壁(14c)具有基本圆形的轮廓，所述轮廓具有预定的第一弯曲半径，并且所述穿孔插入体(18)中的每个包括联接壁(18a)，用于与所述底壁(14c)联接，且所述联接壁(18a)具有基本圆形的轮廓，所述轮廓具有基本等于所述第一弯曲半径的弯曲半径。
4.根据权利要求1所述的轮圈(10)，其中，所述径向内部部分(14)关于所述轮圈(10)的纵分中间平面(X-X)对称。
5.根据权利要求1所述的轮圈(10)，其中，所述径向内部部分(14)关于所述轮圈(10)的纵分中间平面(X-X)不对称。
6.根据权利要求1所述的轮圈(10)，包括第二曲率不连续处(14d、14e)，所述第二曲率不连续处(14d、14e)将所述对向的侧壁(14a、14b)中的另一侧壁与所述底壁(14c)分离。
7.根据权利要求1所述的轮圈(10)，其中，所述至少一个侧壁(14a、14b)具有基本圆形的轮廓，所述轮廓具有大于所述第一弯曲半径的预定的第二弯曲半径。
8.根据权利要求7所述的轮圈(10)，其中，所述径向内部部分(14)关于所述轮圈(10)的纵分中间平面(X-X)不对称，其中，所述对向的侧壁(14a、14b)中的一侧壁(14a)具有基本圆形的轮廓，所述轮廓具有所述预定的第二弯曲半径，并且所述对向的侧壁(14a、14b)中的另一侧壁(14b)具有基本圆形的轮廓，所述轮廓具有与所述第二弯曲半径不同的第三弯曲半径。
9.根据权利要求1所述的轮圈(10)，其中，所述至少一个侧壁(14a、14b)具有基本直线的轮廓。
10.根据权利要求1所述的轮圈(10)，其中，所述第一曲率不连续处(14d、14e)被限定在所述径向内部部分(14)的轴向内部表面(14f)和轴向外部表面(14g)两者上。
11.一种自行车车轮(11)，所述自行车车轮(11)包括根据权利要求1所述的轮圈(10)。
【文档编号】B60B21/02GK103978833SQ201410049911
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年2月13日 优先权日:2013年2月13日
【发明者】马里奥·梅焦兰 申请人:坎培诺洛有限公司