CN102649385B - 辐条附接结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种辐条附接结构，其设有主体和套构件。所述主体包括工具接合结构和外螺纹。所述套构件邻近所述外螺纹地设置在所述主体的外表面上。

Description

辐条附接结构

技术领域

本发明通常涉及辐条至自行车轮圈的附接。更具体地说，本发明涉及用于将张紧的辐条附接到自行车轮圈上的辐条附接结构。

背景技术

自行车车轮不断地经历设计改进以使得其易于制造和组装、以及更坚固、轻便和空气动力性更好。目前，市场上销售各种型式的自行车车轮。许多自行车车轮包括轮毂、多个辐条和环形轮圈。轮毂可旋转地安装到自行车架的一部分上。每个辐条的内端连接到轮毂上，并且辐条从轮毂处向外延伸。环形轮圈连接到辐条的外端上并且包括支承充气轮胎的外周部分。

通常，自行车车轮的辐条是细金属丝辐条。将辐条连接至轮毂的凸缘通常形成在轮毂的两端处。特别是，例如，在毂凸缘上形成有用于接收辐条的内端的孔。每个辐条的内端支承在形成于一个毂凸缘的孔中。通常，每个辐条的外端加工有螺纹，以便外端可以与辐条螺纹接头接合，该辐条螺纹接头将金属丝辐条的外端固定到轮圈孔中。通过转动辐条螺纹接头，可以将辐条中的张力调节至适当的张力。然而，有时在骑车期间，辐条螺纹接头和金属丝辐条的外端之间的螺纹连接可能松开，以致可能在辐条中出现松弛(即，减小的张力)。为了防止辐条中出现松弛，已经研制出具有带增大摩擦的部分的辐条附接结构。在美国专利No.7,137,671中公开了这样的辐条附接结构的一个实例，其中在辐条附接元件内部设置塑料环以用于接合辐条的螺纹。在欧洲专利公开No.1,101,631中公开了这样的辐条附接结构的另一实例，其中摩擦部分位于辐条附接元件的螺纹部分中。虽然这些辐条附接结构可能防止辐条中出现松弛(即，减小的张力)，但是这些辐条附接结构制造起来会困难和/或昂贵。

发明内容

本发明的一个方面是提供一种辐条附接结构，其有效地防止辐条中出现松弛(即，减小的张力)。

本发明的另一方面是提供一种辐条附接结构，其制造起来比较容易且便宜。

考虑到现有技术的状况，辐条附接结构设置成基本上包括主体和套构件。主体包括工具接合结构和外螺纹。套构件邻近外螺纹地设置在主体的外表面上。

从以下结合附图公开的所示实施例的详细说明中，自行车的辐条附接结构的所述及其他目的、特征、方面和优点对本领域技术人员来说将变得显而易见。

附图说明

现在参见构成该原始公开内容的一部分的附图：

图1是根据所示第一实施例的具有多个辐条附接结构的前轮的一部分的横截面视图；

图2是图1中所示的自行车轮圈的一个辐条附接结构的正视图；

图3是图2中所示的辐条附接结构的主体和套构件的分解正视图；

图4是图2中所示的自行车轮圈的一部分的放大的横截面视图，其中移除了辐条附接结构；

图5是图2中所示的自行车轮圈的一部分的放大的横截面视图，其中辐条附接结构部分地安装到轮圈上；

图6是图2中所示的自行车轮圈的一部分的放大的横截面视图，其中辐条附接结构完全安装到轮圈上；

图7是图1到图3中所示的一个辐条附接结构的分解正视图，其具有用于将套构件安装到主体上的安装工具；

图8是图7中所示的辐条附接结构和安装工具的正视图，其中套处于用于将套构件安装到主体上的安装工具上的初始位置中；

图9是图7和图8中所示的辐条附接结构和安装工具的正视图，其中在套构件安装到主体上之前套在安装工具上沿径向方向延伸；

图10是图7到图9中所示的辐条附接结构和安装工具的正视图，其中套被部分地推到主体上；

图11是图7到图10中所示的辐条附接结构和安装工具的正视图，其中套被完全安装到主体上；

图12是图8到图13中所示的辐条附接结构和安装工具的正视图，其中套被完全安装到主体上并且安装工具从辐条附接结构离开；

图13是根据所示第二实施例的用于图1中所示的自行车轮圈的辐条附接结构的正视图；

图14是根据所示第二实施例的图13中所示的辐条附接结构的轴向端视图；

图15是图13和图14中所示的辐条附接结构的套构件的透视图；

图16是图13和图14中所示的辐条附接结构的分解透视图，其中在套构件被安装到主体上之前主体被拧到轮圈中的辐条开口中；

图17是图13到图16中所示的辐条附接结构的透视图，其中主体被拧到轮圈中的辐条开口中并且套构件完全安装到主体上；

图18是图2中所示的自行车轮圈的一部分的横截面视图，其中图13到图17中的辐条附接结构被部分地拧到轮圈中的一个辐条开口中；

图19是图2中所示的自行车轮圈的一部分的横截面视图，其中图13到图18中的辐条附接结构被完全拧到轮圈中的辐条开口中；

图20是图13到图18中所示的辐条附接结构的局部透视图，其辐条附接结构被完全拧到轮圈中的辐条开口中；

图21是根据第三实施例的辐条附接结构的正视图；

图22是当沿图21的剖面线22-22观察时图21中所示的辐条附接结构的截面视图；

图23是自行车轮圈的一部分的横截面视图和图21与图22中所示的辐条附接结构的分解正视图；

图24是根据第三实施例的图21到图23中所示的辐条附接结构的透视图，其中主体被拧到轮圈中的辐条开口中并且套被完全安装到主体上；

图25是根据第三实施例的图21到图24中所示的具有完全被拧入到轮圈中的辐条开口中的辐条附接结构的自行车轮圈的一部分的横截面视图；

图26是根据第四实施例的辐条附接结构的正视图；以及

图27是根据第四实施例的图26中所示的辐条附接结构的分解透视图。

具体实施方式

现在将参照附图来说明所选择的实施例。本领域的技术人员由该公开内容将显然得知，以下实施例的说明仅用于阐明而非用于限制由所附权利要求及其同等物所限定的发明。

最初参见图1，根据所示的第一实施例，配有多个辐条附接结构12(仅显示出两条)地图解张紧的辐条式自行车车轮10的一部分。自行车车轮10基本上包括中心轮毂14、多个辐条16和自行车轮圈18。轮毂14通过辐条16连接到轮圈18上，通过如下说明的辐条附接结构12而在张力下配置所述辐条16。基本上，辐条附接结构12构成了用于调节辐条16中的张力的辐条螺纹接头的形式。轮胎(未显示)附接到轮圈18的外周上。轮毂14、辐条16和轮圈18是通常的部件，并且因此在本文中仅简要地说明轮毂14、辐条16和轮圈18。自行车车轮10是钳入式轮胎车轮，其中在轮圈18的外表面和充气轮胎之间形成气密室。当然，本领域技术人员从本发明明显得知，如果需要和/或希望，轮圈18能够适合于无内胎的轮胎车轮。

首先，将参见图1简要地论述轮毂14。轮毂14是比较普通的轮毂，其基本上包括通过一对轴承(未显示)可旋转地支承在轮毂轴22上的圆筒形的轮毂罩20。轮毂轴22限定出自行车车轮10和轮圈18的中心转动轴线C。在所示实施例中，轮毂14是自行车的前轮毂。然而，自行车领域的技术人员从本发明可明显得知，如果需要和/或希望，轮毂14可以被替换为后轮毂。

现在参见图1来说明辐条16。全部辐条16优选是彼此相同的。优选使用通常的制造技术来将辐条16整体形成为单件的、整体的单个构件(整体构件)。在所示实施例中，辐条16是将轮毂14连接至轮圈18的切向辐条。每个辐条16基本上包括内端16a和外端16b。辐条16的外端16b的每一个具有用于接合辐条附接结构12中的一个的凸缘或者扩大部分。在所示实施例中，使用了总共二十四个切向辐条16。当然，自行车领域的技术人员从本发明中明显得知，如果需要和/或希望，自行车车轮10可以具有更少或更多的辐条和/或不同的辐条布置(例如，全部径向辐条或者切向辐条和径向辐条的组合)。

再参见图1，现在将更详细地论述轮圈18及其到辐条16的连接。轮圈18基本上是圆形金属构件，其通过辐条附接结构12附接到辐条16的外端16b。轮圈18基本上包括环形的轮胎安装部分30和形成管状轮圈的环形的辐条安装部分32。然而，所述辐条附接结构12可用于任何可通过螺纹接收辐条附接结构12的轮圈类型。在所示第一实施例中，环形的轮胎安装部分30和环形的辐条安装部分32由例如铝合金等适当金属形成为单件的整体构件。辐条安装部分32从环形的轮胎安装部分30伸出以限定出具有预定内部形状的内部空间36。

最好参见图4，环形的辐条安装部分32具有相应于辐条16数量的多个辐条开口38。辐条开口38沿环形的辐条安装部分32的圆周方向设置在预定位置。在所示的第一实施例中，环形的轮胎安装部分30具有多个辐条附接管40。辐条附接管40分别与辐条开口38对准。辐条附接管40分别具有用于可调整地接收辐条附接结构12的内螺纹40a，如以下所论述的。虽然辐条附接管40被图解为环形的辐条安装部分32的整体部分，但是，从本发明显而易见，辐条附接管40可以是在辐条开口38处附接到环形的辐条安装部分32上的单独构件。

环形的辐条安装部分32中的辐条附接管40是带角度的，以便其中心轴线相对于轮圈18的中心面P形成锐角，所述中心面P从自行车车轮10的中心转动轴线C垂直地延伸并且将轮圈18一分为二。特别是，辐条附接管40相对于中心面P按交替方式成五到六度的角度。特别是，辐条开口38的角度被这样设置，以使辐条附接管40的中心轴线相对于轮圈18的中心面P在相反方向上交替。换句话说，每隔一个辐条附接管40具有歪向中心面P的第一侧的中心轴线，并且其他的辐条附接管40具有歪向中心面P的第二侧的中心轴线。

在所示的第一实施例中，辐条附接结构12基本上包括主体50和套构件52。套构件52附接在主体50的外表面上，以用于接合辐条附接管40的一个的内螺纹40a。基本上，主体50被构造并布置成通过螺纹固定在轮圈18的辐条附接管40内，而套构件52被构造并布置成接合轮圈18的辐条附接管40以用于防止在辐条16中出现松弛。换句话说，主体50构成辐条附接结构12的螺纹部分，而套构件52构成辐条附接结构12的摩擦增大部分。特别是，套构件52起到了增大辐条附接结构12和轮圈18的辐条附接管40之间的摩擦的作用。

在所示的第一实施例中，主体50是由例如铝、纤维增强塑料(FRP)或者具有碳纤维的树脂等坚硬的刚性材料形成的单件的整体构件。主体50包括第一本体部分54、第二本体部分56和第三本体部分58。第一本体部分54具有非圆柱形的外表面54a，该非圆柱形的外表面54a具有构成工具接合结构的六边形的截面轮廓。第二本体部分56具有通过螺纹接合辐条附接管40之一的内螺纹40a的外螺纹56a。第三本体部分58轴向地设置在第一本体部分54和第二本体部分56之间。特别是，第三本体部分58是由一对轴向地间隔开的抵接部60和62所限定出的环形凹槽。第三本体部分58被构造和设置成利用抵接部60和62接收套构件52，以防止套构件52沿主体50纵向运动。换句话说，套构件52被设置在外螺纹56a附近的主体50的第三本体部分58的外表面上。

主体50还包括被构造成其中接收一个辐条16的辐条接收孔64。在所示第一实施例中，辐条接收孔64是完全穿过主体50延伸的通孔。通过转动主体50，外螺纹56a通过螺纹接合于一个辐条附接管40的内螺纹40a来调节辐条16的张力。

在所示第一实施例中，套构件52基本上是可变形的圆柱形套筒。例如，套构件52(例如，套筒)是由肖氏硬度在00-60到00-90范围内的树脂材料(例如，耐热的氨基甲酸乙酯或者硅)制成的。因此，套构件52是可弹性变形的构件。此外，因为轮圈18在制动期间变热，所以套构件52是由具有抗热特性的材料制成的，以便套构件52不会因制动所产生的热而劣化。

在所示第一实施例中，套构件52具有等于或者稍小于外螺纹56a的最大直径的外径。此外，优选是，套构件52具有大于外螺纹56a的最小直径的外径。如此，当将主体50拧到辐条附接管40之一中时，套构件52接合辐条附接管40之一的内螺纹40a。在所示第一实施例中，套构件52具有大约一毫米的壁厚。

此外，优选是，套构件52具有相对于主体50的第三本体部分58的直径来确定大小的内径，以便相对于主体50的第三本体部分58的外表面对套构件52预加应力。换句话说，套构件52具有在被放置在主体50的第三本体部分58上之前小于主体50的第三本体部分58的外径的内径。

在所示第一实施例中，套构件52仅位于主体50的第三本体部分58上。套构件52未覆盖外螺纹56a。此外，套构件52设置在主体50的第三本体部分58的外表面上，邻近外螺纹56a。抵接部60和62防止套构件52沿主体50的纵向运动。

现在参见图7到图12，现在将论述用于将套构件52安装到主体50上的一种可能的安装过程。当然，可以根据需要和/或希望使用其他安装过程。在所示的第一实施例中，使用套筒扩张工具70和套筒推压工具72来将套构件52安装到主体50上。套筒扩张工具70具有杆部分70a和设置在杆部分70a上的锥形部分70b。

如图8所示，首先将套构件52放置在套筒扩张工具70的杆部分70a上，并且然后将套筒推压工具72放置在套筒扩张工具70的杆部分70a上。如图9所示，沿杆部分70a轴向地推压套筒推压工具72，以将套构件52压在锥形部分70b上，该锥形部分70b使得套构件52弹性地扩展至更大的直径。然后，如图10所示，进一步沿杆部分70a轴向地推压套筒推压工具72，以将套构件52压在构成工具接合结构的第一本体部分54的非圆柱形外表面54a(六边形的截面轮廓)上。套筒推压工具72具有纵向狭缝72a(仅显示出一个)，其允许当套筒推压工具72沿锥形部分70b移动时套筒推压工具72扩大。然后，如图11所示，进一步沿锥形部分70b轴向地推压套筒推压工具72，以将套构件52压在主体50的第三本体部分58上。现在，如图12所示，可以从辐条附接结构12上移除套筒扩大工具70和套筒推压工具72。

现在参见图13到图20，根据所示第二实施例示出了供轮圈18使用的辐条附接结构112。在此，辐条附接结构112包括用于所示第一实施例的主体50的套构件152。基本上，套构件152是由例如聚甲醛(POM)(其还被称为缩醛(acetal)、聚缩醛(polyacetal)和聚甲醛(polyformaldehyde))的硬塑料材料制成的管状套筒。此外，因为轮圈18在制动期间变热，所以套构件152是由具有抗热特性的材料制成的，以便套构件152不会因制动所产生的热而劣化。因为套构件152是由比套构件52更硬的材料制成的，所以套构件152优选为具有沿轴线方向延伸的纵向狭缝152a的开口环。如此，套构件152可沿径向安装到主体50的第三本体部分58上。

最好参见图15和图16，套构件152具有第一开口端152b和第二开口端152c。第一开口端152b邻近工具接合结构54设置并且接触抵接部60。第二开口端152c邻近外螺纹56a设置并且接触抵接部62。套构件152还具有锥形的内表面152d，以便第一开口端152b具有比第二开口端152c小的直径。因此，第二开口端152c构成套构件152的大直径端，并且第一开口端152b构成套构件152的小直径端。在所示实施例中，大直径端152c的外表面是位于外螺纹56a附近的倒角部分152e。倒角部分152e以大约10°向内变小以便于套构件152插入到辐条开口38中。倒角部分152e的锥形角度不局限于大约10°。

当辐条附接结构12被拧到轮圈18的辐条附接管40中时，大直径端152c被轮圈18的辐条开口38径向地向内挤压并轴向地推压。换句话说，套构件152优选相对于内螺纹40a来确定尺寸，以便内螺纹40a在安装期间不会使套构件152的外表面变形。而在如图19所示的安装期间，将套构件152的外表面径向地挤压至内螺纹40a的最小内径。如此，在内螺纹40a和套构件152的大直径端152c之间以及第三部分58和套构件152的小直径端152b之间施加径向力，以增大套构件152和内螺纹40a及第三部分58两者之间的摩擦。此外，在安装期间，轴向力作用于套构件152上，以将套构件152推压在抵接部60上。然而，对于套构件152，不必被推压在抵接部60上，因为在套构件152和内螺纹40a及第三部分58两者之间出现了增大的摩擦。

现在参见图21到图25，根据所示第三实施例示出了供轮圈218使用的辐条附接结构212。在此，辐条附接结构212包括与所示第一实施例的套构件52结合使用的主体250。轮圈218与上述讨论的轮圈18基本上相同，除了开口218a设置在轮圈218中以用于接近辐条附接结构212之外。因此，轮圈218包括环形轮胎安装部分230和环形辐条安装部分232，该环形辐条安装部分232形成了具有相应于辐条216(仅示出一个)的数量的辐条开口23的管状轮圈。

基本上，该第三实施例的主体250包括第一本体部分254和第二本体部分256。此外，带螺纹的辐条接收孔264在主体250中轴向地延伸，以用于在其中接收辐条216的螺纹端。第一本体部分254具有非圆柱形的孔254a，该非圆柱形的孔254a具有构成工具接合结构的六边形的截面轮廓。第一本体部分254的外表面被构造和布置成接收套构件52，以便套构件52在第一本体部分254上位于端部凸缘254b和第二本体部分256之间。因此，套构件52至少部分地覆盖非圆柱形的孔254a(例如，工具接合结构54)。类似于前述实施例，第二本体部分256具有外螺纹256a，该外螺纹256a通过螺纹接合到轮圈218的辐条附接管240的内螺纹240a上。基本上，主体250被构造并布置成通过螺纹固定在轮圈218的辐条附接管240内，而套构件52被构造并布置成接合轮圈218的辐条附接管240的内螺纹240a以用于防止在辐条216中出现松弛。换句话说，主体250构成了辐条附接结构212的螺纹部分，而套构件52构成了辐条附接结构212的摩擦增大部分。特别是，套构件52按类似于第一实施例的方式起到了增大辐条附接结构212和轮圈218的辐条附接管240之间的摩擦的作用。考虑到第一和第三实施例之间的相似性，将不再进一步详细论述辐条附接结构212。

现在参见图26和图27，根据所示的第四实施例示出了供轮圈18使用的辐条附接结构312。在此，辐条附接结构312包括与所示第一和第三实施例的套构件52结合使用的主体350。基本上，该第四实施例的主体350包括第一本体部分354、第二本体部分356和第三本体部分358。此外，辐条接收孔364轴向地延伸过主体350，以用于在其中接收一个辐条16。

所示的第四实施例的主体350和所示的第一实施例的主体50之间仅有的差别是本体部分的布置。在此，在该第四实施例中，第二本体部分356轴向地设置在第一本体部分354和第三本体部分358之间。第一本体部分354具有非圆柱形的外表面354a，该非圆柱形的外表面354a具有构成工具接合结构的六边形的截面轮廓。第三本体部分358的外表面被构造和布置成接收套构件52，以便套构件52在第三本体部分358上位于端部凸缘358a和第二本体部分356之间。类似于第一实施例，第二本体部分356具有外螺纹356a，该外螺纹356a通过螺纹接合到轮圈18的辐条附接管40的内螺纹40a上。基本上，主体350被构造并布置成通过螺纹固定在轮圈18的辐条附接管40内，而套构件52被构造并布置成接合轮圈18的辐条附接管40的内螺纹40a以用于防止在辐条16中出现松弛。换句话说，主体350构成了辐条附接结构312的螺纹部分，而套构件52构成了辐条附接结构312的摩擦增大部分。特别是，套构件52按类似于第一实施例的方式起到了增大辐条附接结构312和轮圈18的辐条附接管40之间的摩擦的作用。考虑到第一和第四实施例之间的相似性，将不再进一步详细论述辐条附接结构312。

在理解本发明的范围中，如本文中所使用的术语“包括”及其派生词确定为表示所述的特征、元件、部件、组、整体和/或步骤的存在的开放式术语，而不排除其他未声明的特征、元件、部件、组、整体和/或步骤的存在。前述事项还适用于具有相似意思的词句，例如，术语“包含”、“具有”及其派生词。此外，当按单数使用时，术语“部件”、“部段”、“部分”、“构件”或者“元件”可以具有单一部分或者多个部分的双重意思。如本文中用于描述上述实施例的，以下的方位术语“周向”、“径向”、“轴向”、“宽度”、“内部”、“外部”和“横向”以及任何其他类似的方位术语是指相对于自行车轮圈的中心旋转轴线的那些方向。最后，本文中使用的程度术语(例如，“基本上”、“大约”和“大致”)意味着改进适当偏差量的术语，以便不显著地改变最终的结果，例如，制造公差。

虽然已经仅由所选实施例来阐明本发明，但是本领域的技术人员从本发明将明显得知，在不脱离如所附权利要求所限定的发明的范围的情况下，可以进行各种变化和改进。例如，可以根据需要和/或希望来改变各个部件的尺寸、形状、位置或定向。可以通过两个元件来实现一个元件的功能，反之亦然。在另一实施例中可以采用一个实施例的结构和功能。在特定的实施例中，无须同时存在所有的优点。区别于现有技术的、单独的或者与其他特征结合的各个特征也应当被认为是申请人的进一步发明的单独的说明，包括由所述特征所体现的结构和/或功能上的构思。因此，根据本发明的上述实施例的说明仅用于例示，而不是用于限制如所附权利要求及其同等物所限定的发明。

Claims (18)

1.一种辐条附接结构，包括：

主体，包括工具接合结构和外螺纹；以及

套构件，其邻近所述外螺纹地设置在所述主体的外表面上；

其中，所述套构件被构造并布置成接合轮圈的辐条附接管以通过增加辐条附接结构与辐条附接管之间的摩擦来防止松弛。

2.根据权利要求1所述的辐条附接结构，其中

所述主体包括辐条接收孔。

3.根据权利要求2所述的辐条附接结构，其中

所述辐条接收孔是完全延伸过所述主体的孔。

4.根据权利要求1所述的辐条附接结构，其中

所述主体包括：具有所述工具接合结构的第一本体部分、具有所述外螺纹的第二本体部分和具有所述套构件的第三本体部分。

5.根据权利要求4所述的辐条附接结构，其中

所述第三本体部分轴向地设置在所述第一和第二本体部分之间。

6.根据权利要求4所述的辐条附接结构，其中

所述第二本体部分轴向地设置在所述第一和第三本体部分之间。

7.根据权利要求1所述的辐条附接结构，其中

所述套构件包括能变形的套筒。

8.根据权利要求7所述的辐条附接结构，其中

所述套筒具有等于或者小于所述外螺纹的最大直径的外径。

9.根据权利要求7所述的辐条附接结构，其中

所述套筒具有大于所述外螺纹的最小直径的外径。

10.根据权利要求7所述的辐条附接结构，其中

所述套筒相对于所述主体的外表面被预加应力。

11.根据权利要求7所述的辐条附接结构，其中

所述主体具有一对轴向间隔开的抵接部，以防止所述套筒沿所述主体进行纵向运动。

12.根据权利要求7所述的辐条附接结构，其中

所述套筒是具有沿轴线方向延伸的纵向狭缝的开口环。

13.根据权利要求7所述的辐条附接结构，其中

所述套筒具有邻近所述工具接合结构设置的第一开口端和邻近所述外螺纹设置的第二开口端，所述套筒还具有锥形的内表面以使所述第一开口端具有比所述第二开口端小的直径。

14.根据权利要求7所述的辐条附接结构，其中

所述套筒具有邻近所述工具接合结构设置的第一开口端和邻近所述外螺纹设置的第二开口端，所述套筒具有带朝第一开口端渐缩的锥形部分的外表面。

15.根据权利要求14所述的辐条附接结构，其中

所述套筒的外表面具有邻近所述外螺纹的倒角部分。

16.根据权利要求7所述的辐条附接结构，其中

所述套筒未覆盖所述外螺纹。

17.根据权利要求7所述的辐条附接结构，其中

所述套筒至少部分地覆盖所述工具接合结构。

18.根据权利要求7所述的辐条附接结构，其中

所述套筒是由肖氏硬度在00-60到00-90范围内的树脂材料制成的。