CN102753358A - 自行车轮毂及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种自行车轮毂，其被设计为成形的薄板金属部件，具有位于端截面（3、4）处的两个轮辋（6、7），这两个轮辋（6、7）具有用于容纳辐条的孔（8），且径向向外弯曲，并通过套筒（5）保持为彼此相距一定距离，还具有在该端截面处的内滚珠轨道（8），该自行车轮毂被设计为使得该端截面（3、4）中的每一个都至少在该滚珠轨道区域（8）中形成为双壁，包括内壁和紧密配合且邻接的外壁，由此，该轮辋（6、7）附着于该外壁。

Description

自行车轮毂及其制造方法

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的自行车轮毂及其制造方法。

迄今，自行车轮毂、尤其是那些具有用于倒蹬闸（该倒蹬闸具有飞轮）的内轮齿以及作为齿毂配合件的内轮齿的自行车轮毂是由管材锻造并通过机加工完成的，其除了设有内轮齿之外，还包括成形的各轮辋中的多个钻孔，随后将多个辐条安装在各钻孔中。各端处的内滚珠轨道也是通过机加工、尤其是车削完成的。

当然，这些操作要求相当大的艰难尝试，这会导致相应的高加工成本，因此，与自行车的各部件中的其它部件相比，已知的自行车轮毂是非常昂贵的。

此外，由于其通过锻造和机加工的方式得以成形的先决条件是具有适当厚的壁，这些锻造得到的自行车轮毂相当重。

但是，这种相对较高的重量与各部件需要被设计为使得它们首要地具有最佳的重量（即轻量级）的状态要求是相反的。

为了避免这些缺陷，在DE 29 06 627 C2中建议将自行车轮毂形成为具有两个轮毂元件的薄板金属部件，每个轮毂元件通过深拉制得。

两个轮毂元件通过强制锁定或黏结来彼此连接，由此，建议通过冲压或铆接来实现强制锁定，以及通过粘合或焊接实现黏结。

对于冲压来说，能够影响自行车轮毂的同心性的变形是必要的。另一方面，焊接导致各轮毂元件的翘曲，这仅能够通过适当的矫直来修复。

在这两种情况下，为了将两个轮毂元件彼此连接，额外的、增加成本的操作是必要的。

此外，常用的结构导致各滚珠轨道具有不同的直径，这导致与使用相关的缺陷。特别地，不可能使用各轮毂元件中的任一个作为安装在自行车轮毂内侧上的不同的齿毂的基座。

对自行车轮毂重量的任何期望的优化受到运行期间该滚珠轨道区域所产生的负载的限制，该负载要求各轮毂元件具有一定的壁厚。此壁厚对于已知的各自行车轮毂是大致恒定的，例如，该壁厚仅通过上面讨论的负载而确定。

可以看出，已知的自行车轮毂的另一个缺陷在于：两个轮辋与各自的自行车轮毂的正面的距离是不同的，使得该自行车轮毂的一端超出所附的辐条向外伸出。

两个轮辋也主要通过焊接或钎焊而粘附于在US 2 997 145号专利中显示并描述的自行车轮毂的套筒。在某种程度上，上述的由黏结产生的缺陷也在此自行车轮毂中产生。

本发明的主要目的是开发一种类型的自行车轮毂，使得所用的薄板金属能够以较小的壁厚具有较大的能力，由此简化其制造并使其更具有成本效益。

通过具有如权利要求1中的特性的自行车轮毂及其制造方法来实现此目的。

在各滚珠轨道区域中制造双壁（该滚珠轨道区域本身是通过根据本发明中描述的工艺反向拉拔而制得的），由此，所形成的内壁与所形成的外壁紧密配合且紧靠所形成的外壁，允许各滚珠轨道实现非常高的承载能力，且使该薄板金属的厚度最小化，优选为1.8mm。

优选地，该自行车轮毂应通过对圆形的金属坯料（特别地，封闭的坯料）进行深拉和重成形而制为一件式，由此，基座在深拉后被分离为杯状(cup form)，且各端截面因此得以重成形。

一方面，由于几乎所有的操作都可能处于不间断、连续、且自动的流程中，且另一方面，由于优化了材料的使用，该自行车轮毂为单件式的事实显著地降低了制造成本。

然而，单独制造每个端截面、然后借助于套筒将它们彼此连接也是可能的，该套筒被设计为单独的部件，或被设计为在该套筒上形成各端截面中的一个，使得两部分成为一体。然后，另一个端截面附着在该套筒与所形成的端截面相对的侧面上，作为单独的自行车轮毂部件。

在这样做的同时，该端截面或各端截面通过摩擦锁定而连接至该套筒，为此，各匹配的直径被设计为过盈配合。惊讶地发现，该摩擦锁定连接各轮毂元件而不使其旋转，这使得对所有负载的承受能力达到足够的程度。

与现有技术相反，由于不再需要加热来连接各单独的部件，热应力的产生及其引起的翘曲风险不复存在。因此，本发明有助于实现相当高水平的质量改善，至少不需要后续的加工。

由圆形的坯料（优选地为封闭的）制造具有附着的套筒的各端截面或一个端截面，使得“深拉”的第一工艺步骤形成杯状物，然后切掉该杯状物的基座，剩下两侧打开的轮毂元件。

然后，根据本发明，通过反向拉拔各端截面而形成各自的轮辋，并且然后，径向向外弯曲这些轮辋。内侧的相关的外围区域形成为滚珠轨道。

在一个操作中进行反向拉拔工艺，以形成该轮辋并成形该滚珠轨道。随后对该轮辋打孔，由此，通过打孔形成用于安装各辐条的多个孔。

齿毂需要通过冷成形制得的内轮齿，由此，该内轮齿能够周向设置在两个轮毂元件中的一个上或设置两个轮毂元件上。

该内轮齿能够通过对该套筒的圆柱形壁进行冲压而特别容易地制得。

可以在自动工作流程中执行根据本发明的工艺，为此，采用了一系列的适当的成形机制，而最终制出自行车轮毂的各自的半成品可通过自动装载程序装入。

除此之外，与根据现有技术制造的自行车轮毂相比，完成时间大大缩短，因此，此自动工作流程使得有可能以特别具有成本效益的方式制造自行车轮毂。

此外，相对低的材料使用也有助于成本的最小化，这是由所使用的该薄板金属的相对较低的壁厚造成的，这得益于该滚珠轨道区域中的双壁所产生的足够的稳定性。

本发明的另一个构思可设想将该双壁延伸至与各制动蹄的重叠区域，制动蹄是该倒蹬闸的部件，且当展开时（即：制动时）挤压套筒的内壁。制动期间产生的这种径向力由该双壁吸收，使得几乎排除了该自行车轮毂在此区域中的任何变形。

尽管壁厚较小且该壁厚在各轮毂元件中的变形期间基本保持不变，这种新颖的自行车轮毂确保了必要的稳定性。促成这种稳定性的是以下事实：变形产生了例如在轮辋区域围绕各轮毂元件的凹槽，这进一步增加了空间稳定性。

当然，该新颖的自行车轮毂的较低的重量对安装了这种自行车轮毂的自行车的整体重量是有影响的，其中，经适当修改的、根据本发明的自行车轮毂能够用于前轮和后轮。

在各从属权利要求中指出了本发明的其它有益的设计。

在下文中，借助于各附图中所显示的新的自行车轮毂的各实施例再次描述根据本发明的工艺。

附图列表和说明：

图1为自行车轮毂的一种实施例的纵剖面；

图2和3分别为自行车轮毂的俯视图；

图4为根据图1的自行车轮毂的细节的纵剖面；

图5也以纵剖面示出了自行车轮毂的额外的细节；

图6为自行车轮毂的另一种实施例的纵剖面；

图7也以纵剖面示出了自行车轮毂的另一种实施例。

图1和图6两者都显示了一种自行车轮毂，其包括两个轮毂元件1、2，这两个轮毂元件1、2通过摩擦配合彼此连接，且每个轮毂元件在侧面上具有彼此相对的端截面3、4，多个内滚珠轨道8已经成形于端截面处，用于容纳滚珠。

每个端截面3、4被设计为在滚珠轨道区域8中的双壁，并且该双壁的壁具有附着于其上的轮辋6、7，轮辋6、7具有用于安装各辐条的多个孔11。该双壁进一步延伸，至少到达区域12，该区域12由与位于该自行车轮毂内侧的倒蹬闸相适的制动蹄（未示出）限定。

轮辋6、7通过套筒5以预定的距离彼此连接，在这些实施例中，该套筒5形成在各端截面3中的一个端截面上。

该自行车轮毂通过以下工艺步骤制得：

-由单独的圆形坯料深拉出两个轮毂元件1、2中的每一个，

-反向拉拔各自的轮毂元件的各管状端截面3、4，由此将内壁以及紧密配合邻接的外壁形成为双壁，

-将该外壁弯曲成径向圆周轮辋6、7

-将端截面3、4的内壁形成为滚珠轨道8，

-对各轮辋6、7打孔

-将两个轮毂元件1、2插入彼此之内。

此外，为齿毂设置两组周向的内轮齿9、10，该两组内轮齿9、10彼此平行设置且被设置为彼此相距一定距离，其中的一组被功能性地分配给具有飞轮的倒蹬闸。

类似于其它变形，内轮齿9、10也通过冷成形制得，由此，将各组内轮齿9、10中的各齿从外部压入。

在图1所显示的示例中，已在第一轮毂元件1中设置了两组内轮齿9、10。

通过对形成在此区域中的双壁中的内壁进行拉拔来制造第二轮毂元件2的滚珠轨道8，该双壁的外壁优选地通过摩擦配合的方式与该套筒5密切地配合且邻近于该套筒5。

该滚珠轨道8的自由正面支撑在该套筒5的正面上。

在图4中，对应于图1中的实施例，能够看到第一轮毂元件1的细节。能够看到，通过反向拉拔轮毂元件1来制作轮辋6，轮毂元件1本身通过深拉制得，且轮辋6从该端径向向外延伸预定的距离。

图5显示了第二轮毂元件2的细节，将该第二轮毂元件2冲压到第一轮毂元件1的圆柱形套筒5上，直至滚珠轨道8的自由正面与套筒5的正面接触。

图6中显示了这种新颖的自行车轮毂的另一种实施例。在此，第一轮毂元件1仅具有一组内轮齿9，而另外一组内轮齿10形成在第二轮毂元件2中。

通过反向拉拔并弯曲第二轮毂元件2的端截面4来形成径直径向向外的轮辋7。第二轮毂元件2的内壁形成与第一轮毂元件1在重叠的区域中的内壁，而第二轮毂元件2的正面与轮辋7接触，该轮辋7因此充当在将第一轮毂元件1推向第二轮毂元件2上时的止挡件。因此，两个壁形成套筒5的一部分。

所示的实施例的两件式设计允许以一致的方式（即待组装的方式）提供第二轮毂元件2，并根据齿毂的设计（例如通过改变其直径）、基于不同数量的齿轮来提供第一轮毂元件1，该第二轮毂元件2容纳倒蹬闸，该第一轮毂元件1容纳齿毂。仅第一轮毂元件1的摩擦配合所需要的重叠区域针对于设计中的每种变型而与其匹配。

图7显示了由圆形的坯料形成为单件式的自行车轮毂。

其显示了对应于图1和6中所显示的端截面而形成的、具有其轮辋6的右端截面3。

另一方面，通过折边弯曲加工来制造相对的端截面4处的轮辋7，使得其具有双层设计，而通过以轴向平行地方式拉拔和回缩套筒5来制造端截面4的双壁，由此，端截面4的双壁与轮辋7重叠。在此设计变型中，内轮齿9、10设置在套筒5中，彼此相距预定的距离。

参考附图列表

1 轮毂元件

2 轮毂元件

3 端截面

4  端截面

5  套筒

6  轮辋

7  轮辋

8  滚珠轨道

9  内轮齿

10 内轮齿

11 孔

12 区域

Claims (13)

1.自行车轮毂，其被设计为薄板金属部件，具有两个径向向外弯曲的轮辋（6、7），所述轮辋（6、7）位于端截面（3、4）上且具有用于容纳辐条的孔（8），并且通过套筒（5）以预定的距离保持在一起，还具有位于所述各端截面处的内滚珠轨道（8），其特征在于，所述端截面（3、4）中的每一个，至少在所述滚珠轨道（8）的区域中，形成为包括内壁和邻接的外壁的双壁，由此，所述轮辋（6、7）附着于所述外壁。

2.根据权利要求1所述的自行车轮毂，其特征在于，其被设计为单件式。

3.根据权利要求1或2所述的自行车轮毂，其特征在于，其包括通过摩擦配合而彼此连接的若干个轮毂元件（1,2）。

4.根据前述权利要求中任一项所述的自行车轮毂，其特征在于，所述双壁与至少一个区域（12）重叠，所述至少一个区域（12）由在展开时紧密配合的倒蹬闸的制动蹄限定。

5.根据前述权利要求中任一项所述的自行车轮毂，其特征在于，所述端截面（3、4）以及所述套筒（5）中的每一个都被设计为单独的部分。

6.根据前述权利要求中任一项所述的自行车轮毂，其特征在于，一个端截面（3）被设计为与所述套筒（5）成为一体。

7.根据前述权利要求中任一项所述的自行车轮毂，其特征在于，所述套筒（5）或所述第一和/或第二轮毂元件（1、2）中的每一个具有内轮齿（9,10）。

8.自行车轮毂的制造方法，所述自行车轮毂具有位于端截面（3、4）处的两个轮辋（6、7），所述两个轮辋（6、7）具有用于容纳辐条的孔（8），且通过套筒（5）以预定距离保持在一起，还具有在所述端截面处的内滚珠轨道（8），由此，所述端截面（3、4）通过深拉形成，且相关的轮辋（6、7）中的每一个以及各自的滚珠轨道（8）不需切割而形成，其特征在于，至少在所述滚珠轨道区域（8）中形成了包括内壁和外壁的双壁的、每个端截面（3、4）通过反向拉拔制得，而所述轮辋（6、7）通过弯曲和/或折边弯曲加工所述外壁而制得。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述套筒（5）以及所附的端截面被设计为通过深拉、优选地通过深拉封闭的圆形坯料而成的单件式。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述端截面（3、4）由所述轮毂元件（1、2）形成，每个轮毂元件（1、2）由封闭的圆形坯料深拉为杯状，且优选地通过打孔来移除所形成的基座。

11.根据权利要求8-10中任一项所述的方法，其特征在于，通过向内拉拔来制造至少一个滚珠轨道（8）。

12.根据权利要求8-11中任一项所述的方法，其特征在于，圆周内轮齿（9、10）的组形成在所述套筒（5）中。

13.根据权利要求8-12中任一项所述的方法，其特征在于，所述内轮齿（9、10）通过将其从外部压入而形成。

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