CN110466283B - 自行车轮辋和车轮 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自行车轮辋和/或车轮。自行车轮辋和/或车轮包括形成为自行车轮辋的单个壁。该单个壁由复合材料形成，并且具有形成在其中的轮辐附装部分和轮胎附装部分。该复合材料可以包括形成所述轮辋的厚度的层的用作增强材料的至少两种不同的材料或纤维。

Description

自行车轮辋和车轮
技术领域
本发明总体上涉及自行车轮辋和车轮，并且具体地涉及这样一种自行车轮辋和车轮，该自行车轮辋和车轮包括形成为壁形状的复合材料，该壁形状具有形成在其中的轮辐附装特征和轮胎附装特征。
背景技术
用于自行车车轮的自行车轮辋传统上由诸如铝和/或钢基材料之类的金属材料形成。自行车轮辋也由复合材料形成，复合材料可以被构造成为骑车者提供更轻轮辋的重量益处。例如，自行车轮辋由纤维增强塑料或树脂以及其它复合构造形成。复合材料(特别是纤维增强塑料或树脂)具有与传统金属材料不同的材料性质。为了实现由金属材料形成的轮辋的传统轮辋强度水平，复合材料轮辋通常由中空或箱形构造形成，从而形成坚固且坚硬的轮辋结构。
用中空复合构造轮辋实现的强度值是可接受的，但是所得到的中空轮辋结构可能非常坚硬，导致当在诸如山地自行车和其他越野骑自行车活动之类的挑战性环境中使用时会发生损坏。需要这样一种自行车轮辋，该自行车轮辋具有复合材料的重量益处以及增加轮辋的强度和/或弹性以提供适于挑战性的骑车环境的性能的构造。
发明内容
在一个实施方式中，提供了一种自行车轮辋。所述自行车轮辋包括形成为所述自行车轮辋的单个壁，由复合材料形成的所述壁具有形成在其中的轮辐附装部分和轮胎附装部分，其中所述复合材料包括形成所述轮辋的厚度的层的、用作增强材料的至少两种不同的纤维。
在一个实施方式中，提供了一种自行车轮辋。所述自行车轮辋包括形成为所述自行车轮辋的壁，由复合材料形成的所述壁具有形成在其中的轮辐附装部分和轮胎附装部分，所述复合材料由提供所述轮辋的厚度的层形成，其中所述复合材料包括所述轮辋的所述厚度的内部层，该内部层由与所述厚度的相邻于所述内部层的两个层不同的材料形成。所述复合材料可以包括碳纤维。所述碳纤维可以布置在相邻于所述内部层的两个层中。在一个实施方式中，所述壁不用金属材料形成。
在一个实施方式中，提供了一种自行车车轮。所述自行车车轮包括由复合材料形成的轮辋，该轮辋形成为具有轮辐附装部分和轮胎附装部分的单个壁，其中所述复合材料包括形成所述轮辋的厚度的层的、用作增强材料的至少两种不同的纤维。所述自行车车轮还包括用于旋转附装到自行车框架的中心轮毂。所述自行车车轮还包括多个轮辐，所述多个轮辐从所述轮辋的轮胎附装部分延伸出并附装到所述轮毂。
附图说明
图1是根据一个实施方式的自行车的右侧视图；
图2示出了图1的自行车车轮的一部分，其中轮胎组件被移除；
图3和图4示出了图2的那部分车轮的截面侧视图；
图5A至5B示出了图2的那部分车轮的不同前剖视图；
图6示出了图1的自行车车轮的侧视图，其中中心轮毂和轮辐被移除；
图7A至图7C示出了图1的自行车车轮的处于非张紧状态下的轮辋的横截面形状的孤立视图；
图8示出了图1的自行车车轮的轮辋的实施方式的横截面形状；以及
图9示出了图1的自行车车轮的轮辋的实施方式的横截面形状。
通过考虑以下详细描述，本文公开的实施方式的其它方面和优点将变得显而易见，其中类似或相同的结构具有类似的附图标记。
具体实施方式
用于自行车车轮的自行车轮辋可以由复合材料的壁形成，该复合材料的壁被成形为包括轮胎附装部分和轮辐附装部分。该复合材料的壁可以形成为单壁构造，该单壁构造内部包括最小到没有设计的加强中空空间。单壁构造可以由复合加强材料形成，例如纤维或由纤维或其它材料形成的织物。在一些应用中，加强材料可以定位成遍及单壁构造的厚度的层。使用各种类型的碳纤维作为所述加强材料。也可以使用其它材料和材料纤维。复合加强材料可以用诸如塑料或树脂之类的基质材料浸渍，并通过固化或其它过程固化以形成轮辋结构。在一个实施方式中，可以使用多种加强或增强材料和/或基质材料来为轮辋结构提供特定的强度值或其它特性。
轮辋可以形成为具有不对称的横截面轮廓。例如，轮辐附装凹部的中心可以不与轮辋的总宽度的中心对准。可以提供这种不对称性来解决施加到轮辋的不对称轮辐模式，从而产生不同的轮辐张力角度，也可以针对其它考虑因素提供这种不对称性。例如，轮辋的一侧可以比轮辋的另一侧从轮辐附装凹部的中心延伸得更宽。该构造可以用于解决具有车轮轮毂的车轮上存在的盘式车轮轮辐模式，这种轮毂被构造成包括用于自行车传动系的后驱动的多个链轮。盘式车轮轮辐模式也可以用在前车轮上，以补偿附装到前车轮轮毂的制动系统的盘。如本文中所述，不对称轮辋构造包括其它几何、结构和构造考虑因素。例如，轮辋的第一侧可具有与轮辋的第二侧不同的刚度。
复合构造的单壁轮辋可以提供比中空复合构造轮辋更高的强度。例如，单壁轮辋可以形成为：足够刚硬以在正常骑行条件下维持稳定性；足够柔顺以由于在挑战性骑行环境中外部结构的冲击载荷事件而变形；并且足够有弹性以在冲击载荷情形或事件之后恢复到初始结构。在一个实施方式中，单壁在轮辋的整个圆周上形成一致的形状。
在一个实施方式中，通过改变复合层来变更制成轮辋的层叠和/或层片。改变这些层而使得宽度不对称的轮辋在轮辋的长轴向宽度侧和轮辋的短轴向宽度侧之间具有不同的层叠和/或层片。每个层叠和/或层片均可以具有特定的一组性质，这组性质可以与轮辋中的其它层叠和/或层片不同。变更轮辋两侧的性质，使得一旦轮辋被构建到车轮系统中，则尽管两侧之间存在几何差异，但是轮辋两侧的径向和横向刚度更接近于均等。用这些技术构造的轮辋可具有有益的特性。例如，左右转弯变得相似，使骑车者可以更好地控制自行车。此外，在车轮冲击期间，冲击载荷在轮辋的两侧被更均等地分担，从而产生更耐用的轮辋。此外，产生更高耐用性的轮辋构造的益处允许制造更轻质的轮辋，该轻质轮辋与在长侧和短侧之间性质不均匀的轮辋具有相同的强度。
这里将参考各个附图描述本发明的实施方式。应当理解，这里给出的附图和描述仅用于说明而不是将本发明限制于仅公开的实施方式。例如，为了清楚起见，在详细描述中使用术语“第一”和“第二”、“前”和“后”、“左”和“右”，这些术语不是作为限制性术语来使用。此外，这些术语涉及通常安装到自行车的自行车机构，并且除非另有说明，否则在自行车以标准方式取向和使用的情况使用这些术语。
图1总体上示出了包括驱动装置18的越野或山地型构造的自行车10。自行车10包括框架12以及可旋转地附装到框架12的前车轮110和后车轮115。设置前制动器20来制动前车轮14，并且设置后制动器22来制动后车轮16。前车轮110和后车轮115中的每一者都包括附装到轮辋100的轮胎13，其中轮胎13被构造成接合骑跨表面50。设置车把组件24来操纵前车轮14。箭头“A”的方向表示自行车10的前和/或向前的取向。这样，自行车10的向前运动方向对应于方向A。
可以想到自行车10的其它构造。例如，自行车10可以具有公路型构造。各种构造的自行车之间的潜在差异包括山地型自行车和公路型自行车之间的差异。例如，图1描绘了呈平坦型构造的车把组件24，而公路型实施例可以具有弯把型构造的车把组件24。公路型构造还可以包括诸如空气动力学特征之类的各种其它特征。
图1描绘了在越野型自行车或山地型自行车上经常发现的特征。例如，前车轮110经由前悬架26附装到框架12。前悬架26可以是如图所示的悬架叉构造。后车轮115可以经由后悬架28附装到框架12。前悬架26和/或后悬架28可以包括弹簧、阻尼器和/或连杆的组合，以实现对前车轮110和后车轮115的期望控制。自行车10还包括座椅部件或鞍座32。可调节的座椅部件30可以包括经由座杆头部34附装到座杆上部36的鞍座32。座杆上部36被构造成相对于座杆下部38移动，座杆下部38固定到框架12的座管39。
在图1所示的实施方式中，链条44被构造成用于多齿轮外部驱动装置，并且可以使用诸如变速器48之类的变速装置在后盒42的各个链轮之间移动。可以使用任何技术操作变速装置48。例如，可以以电气方式操作、以机械方式操作、以液压方式操作或它们的任何组合的方式操作该变速装置，或者使用其它技术操作该变速装置。也可以使用其它驱动装置。例如，也可以使用单齿轮或多齿轮内部前车轮或车轮基轮毂驱动装置。
如能在图1中看到的，自行车10的前车轮110和/或后车轮115包括轮胎118或轮胎组件，轮胎118或轮胎组件被附装到轮辋100的径向外部轮胎接合部分。多个轮辐116在轮辋100的径向内部轮辐接合部分处直接附装到轮辋100。轮辐116从轮辋100延伸出并附装到中心轮毂320或322。前车轮110可以具有前车轮轮毂120，前车轮轮毂120不同于后车轮115的后车轮轮毂322。轮辐116在张力作用下维持在轮辋100和轮毂320或322之间，以给车轮110或115提供在自行车10上使用的操作刚性。轮毂320或322被构造成用于围绕轮辋100和车轮110、115的旋转轴线X1、X2旋转地附装到自行车框架12。车轮110或115的轮辋100形成为先进的复合结构，该复合结构具有形成轮辋100的轮胎附装部分和轮辋附装部分两者的单壁。
单壁复合结构为在崎岖地形中的挑战性骑行提供了足够的强度。该强度至少部分地由于单壁构造的柔顺性质而提供，该单壁构造被构造成具有足以控制和驱动自行车的刚性，但是具备柔顺性而使得由于地形所施予的冲击载荷而适度地变形。复合材料构造进一步提供弹性，以在冲击载荷后恢复到车轮110或115的原始预期形状。
轮辋100被构造成用于附装到轮胎118和/或轮胎组件。该轮胎和/或轮胎组件至少包括轮胎，该轮胎被构造成用于附装到轮辋100并且与骑跨表面50相互牵引。轮胎还可以包括弹性结构，例如由轮胎的界面与轮辋限定或由内胎限定的气动室。使用气动室的轮胎可以包括控制阀119，该控制阀被构造成用来控制空气到气动室内的输入和/或输出。轮辋100可以被构造成便于使用这种控制阀119。例如，轮辋可以包括孔或空穴，该孔或空穴被构造成用来允许由控制阀119穿过。如下面将进一步描述的，轮辋100的轮胎接合部分被构造成使用用于包括胎圈互锁附件的轮胎的楔入式轮胎附装构造而附装到轮胎。还可以设置其他构造的轮胎接合部分以允许在轮辋100上使用其它类型的轮胎。例如，可以使用包括胎圈互锁附装类型的无内胎轮胎。
图2是图1中所示的部分2的放大旋转视图，其中轮胎118和其它相关组件被移除以示出轮辋100的附装到轮辐116的单壁构造。轮辐116在轮辋100的轮辐接纳部分122中穿过轮辋100的壁101。轮辐116使用轮辐附装构件103或接头固定到轮辋100。
壁101还形成有轮胎附装部分224，轮胎附装部分224被构造成用于附装到轮胎构造。如图2所示的实施方式中所示，轮胎附装部分224被构造成用于附装到用于包括胎圈互锁附件的轮胎的楔入式轮胎附装构造。
壁101由复合材料形成。例如，壁101由纤维增强塑料、环氧树脂和/或聚合物基材料形成。在一个实施方式中，壁101由嵌入在基质材料(例如环氧树脂和/或聚合物基材料)中的增强材料(例如碳纤维)层形成。在一个实施方式中，轮辋没有用金属材料形成。
在一个实施方式中，可以使用多种增强材料来形成壁101。多种增强材料可以具有不同的材料性质。例如，用于形成壁的第一增强材料的成品韧度值可以低于第二增强材料的成品韧度值。成品韧度值指的是在固化或以其它方式形成成品轮辋和/或车轮之后材料的韧度。
图3和图4示出了图2的轮辋100的部分2，图3和图4是在形成轮辐接纳凹部124的中央的平面处剖取的剖视图。在一个实施方式中，该平面形成在壁101的轮辐接纳部分122的最厚部分处。在图3和图4中，轮辐116附装到轮辐附装部分，并将轮辋加载到张紧状态。在一个实施方式中，壁101可以在附装和张紧轮辐时从未张紧状态变形到张紧状态。
图5A和图5B示出了在轮辋100的所指示的部分2(如图2中所示)的不同圆周位置处剖取的轮辋100的剖视图。图5A示出了穿过轮辐附装空穴126的剖切面，设置该轮辐附装空穴126是为了供轮辐116或轮辐附装构件103穿过并固定到轮辋100。当与图5B中所示的剖切面相比时，图5B相比图5A中所示的视图是在绕轮辋的不同圆周位置处剖取的，以便示出壁110的没有轮辐附装空穴126的横截面形状。如能从图5A和图5B看的，没有为了接纳轮辐116或轮辐附装构件103而形成始于壁101的径向内表面130的额外突起。这样，壁101在轮辋的整个圆周上形成一致的横截面形状。由于没有向内突起，壁101还提供一致的径向内表面130。一致的横截面形状和/或一致的径向内表面130可以在制造过程中具有益处，在创制模具和/或在对轮辋材料进行固化或其它稳定化处理之后从模具移除轮辋的过程中尤其有益。
图6示出了在轮胎附装部分224处附装到轮胎118的轮辋100。设置控制阀119以控制轮胎118的空气进出。在该视图中，未示出轮辐和中心车轮轮毂。
图7A至图7C示出了处于未张紧状态的壁101的横截面视图。壁101已经被形成为包括被构造成用于轮辐附装的径向内部轮辐附装部分122和被构造成用于附装至轮胎的径向外部轮胎附装部分224。轮辐附装部分122包括轮辐接纳凹部124，轮辐接纳凹部124提供轮辐附装表面127，该轮辐附装表面127相对于轮胎附装部分224凹陷到更靠径向内侧的位置。
轮辐接纳凹部124为包括胎圈部分的轮胎提供空间，以在轮辋100上进行安装过程中给胎圈部分提供台架(stage)。例如，轮胎的胎圈部分可以放置在轮辐接纳凹部124中。为了完成安装，使空气被迫进入轮胎的内部空穴中。当空气进入空穴并且轮胎膨胀时，胎圈将被强制向外并沿着胎圈脱离部分(例如斜坡141A至141B)向上到达轮胎附装部分224。
当轮胎的胎圈脱离轮辐接纳凹部124时，胎圈在胎圈保持特征(例如胎圈凸起142A至142B)上移动到胎圈保持部分。胎圈保持部分包括胎圈凸起142A至142B、胎圈座144A至144B以及胎圈壁146A至146B。
胎圈座144A至144B限制胎圈在径向向内方向上的运动，而胎圈的材料性质限制胎圈在径向外部方向上的进一步运动。胎圈壁146A至146B限制胎圈沿着车轮的旋转轴线在向外的轴向方向上的进一步运动，并且胎圈凸起142A至142B限制胎圈沿着车轮的旋转轴线在内部轴向方向上的进一步运动。胎圈凸起142A至142B的顶部比胎圈座144A至144B更靠径向外侧。在一个实施方式中，胎圈座144A至144B平行于车轮的旋转轴线延伸，每个胎圈座都围绕旋转轴线形成圆柱形表面。在一个实施方式中，胎圈壁146A至146B垂直于车轮的旋转轴线延伸，每个胎圈壁都围绕旋转轴线形成盘状表面。
轮辋100的壁101在外壁部分148A至148B之间形成有总宽度W。轮辋100的壁101在胎圈壁146A至146B之间形成有内部宽度B。轮辐附装凹部124的基部或轮辐附装表面127具有位于胎圈脱离过渡点150A至150B之间的中点。穿过胎圈脱离过渡点150A至150B之间的中点并垂直于轮辋的旋转轴线的平面可以用于限定轮辋100的中心平面M，该中心平面将轮辋100分成第一侧154A和第二侧154B。轮辋100的壁101形成为使得从轮辋的第一侧154A的胎圈壁146A到中心平面M具有第一距离C，并且从轮辋的第二侧154B的胎圈壁146B到中心平面M具有第二距离D。在宽度对称的轮辋中，第一距离C等于第二距离D。
在一个实施方式中，第一距离C不同于第二距离D。这些轴向距离C、D可以被称为相应的胎圈壁146A、146B的轴向宽度。例如，第一距离C可以比第二距离D短。在这样的轮辋中，形成在内部宽度B的一半处并且垂直于轮辋的旋转轴线的平面与中心平面M偏离一定的距离。不对称的轮辋宽度构造可以用来为可以附装到后车轮轮毂的一组链轮、用于前车轮轮毂的制动系统的盘或出于其它原因而提供间隙或空间。在一个实施方式中，距第一侧154A的胎圈壁146A的轴向宽度C可以短于距第二侧154B的胎圈壁146B的轴向宽度D。
轮辋100包括基部125，该基部125从轮辐接纳表面朝轮辋的旋转轴线径向向内延伸。在一个实施方式中，基部125具有布置在中心平面M中的最大厚度Y。例如，中心平面M处的厚度Y可以大于壁101在基部125处的任何其它部分的厚度。在中心平面处的这种增加的厚度可以提供额外的强度，以抵抗由于施予在轮辋100的轮胎附装部分224上的力而对轮辋100造成的损坏。
由于在挑战性环境中使用而作用在不对称宽度轮辋上的外力通过壁101转移到轮辋100的轮辐附装部分122，并最终转移到附装到轮辋100的轮辐。轮辋的第一侧和第二侧的不均匀的轴向宽度使得不同的力矩臂作用在轮辐附装部分122上。这可以通过使轮辋100的第一侧154A和第二侧154B形成有特定精心制作的非张紧刚度来对抗。可以使用若干因素来变更轮辋的各个侧的刚度。例如，改变壁厚度(使用不同的增强材料)以及改变增强材料的层片角度可以用于具体地定制第一侧154A和/或第二侧154B的刚度。而且，可以使用从各种取向的轮辐施加到轮辋的预加载张力来调整这些侧的刚度。可以使用这些技术以及这些技术的组合或其它技术的组合。可以通过在轮辋的单侧上将已知载荷施加到轮胎附装部分224的一部分并且测量朝向轮辋的旋转轴线的偏转来确定一侧的刚度。
在一个实施方式中，宽度不对称的轮辋可以具有第一侧和第二侧，第一侧具有第一轴向宽度，第二侧具有第二轴向宽度，第一轴向宽度和第二轴向宽度不同。轮辋可以形成在车轮中，该车轮具有将轮辋与车轮的中心轮毂连接的轮辐。在组装好并张紧的状态下，轮辋的第一侧和轮辋的第二侧可以具有相同的径向刚度。
解决轮辋宽度不对称的另一种技术是当处于非张紧状态时形成径向不对称构造的轮辋。当施加来自轮辐的张力时，张力可以被配置为将轮辋拉成更径向对称的构造，从而沿着轮辋的弹性变形曲线预加载轮辋。
图7C示出了轮辋100的径向不对称的形式。如图7C中所示，轮辋100形成为使得轮辋100的径向内表面130的最内点162与第一侧的胎圈座144A和第二侧的胎圈座144B之间的径向距离R1、R2不同。轮辐的张力构造可以用于使这些径向距离R1、R2在预加载状态下基本相同。这些径向距离R1、R2可以被称为相应的胎圈座144A、144B的径向高度。
在一个实施方式中，轮辋100的壁101形成为使得第一侧154A的胎圈座144A的径向高度R1大于第二侧154B的胎圈座144B的径向高度R2。
在一个实施方式中，轮辋100的壁101形成为使得第一侧154A的胎圈座144A的径向高度R1大于第二侧154B的胎圈座144B的径向高度R2，并且第一侧154A的胎圈壁146A的轴向宽度C短于第二侧154B的胎圈壁146B的轴向宽度D。
在宽度不对称的轮辋中，第一侧和第二侧也可以以其它方式不同。例如，轮辐接纳凹部124的相应侧的脱离角度可以改变。在一个实施方式中，来自轮辋100的第一侧154A的轮辐接纳凹部124的第一脱离角度α不同于来自轮辋100的第二侧154B的轮辐接纳凹部124的第二脱离角度β。例如，当从平行于轮辋100的中心平面M的平面测量时，来自轮辋100的第一侧154A的轮辐接纳凹部124的第一脱离角度α可以小于来自轮辋100的第二侧154B的轮辐接纳凹部124的第二脱离角度β。在一个实施方式中，来自轮辋100的第一侧154A的轮辐接纳凹部124的第一脱离角度α在25度和30度之间，并且来自轮辋100的第二侧154B的轮辐接纳凹部124的第二脱离角度β在55度和60度之间。在一个实施方式中，第一脱离角度α约为第二脱离角度β的一半。不同的脱离角度可以在轮辋100上安装轮胎时例如使轮胎胎圈从轮辐接纳凹部124顺序脱离。而且，具有不同脱离角度的轮辋可以具有不同的脱离斜坡长度。
在一个实施方式中，轮辋被构造成使得来自轮辋的第一侧154A的轮辐接纳凹部124的第一脱离斜坡141A的长度与来自轮辋100的第二侧154B的轮辐接纳凹部124的第二脱离斜坡141B的长度不同。例如，来自轮辋的第一侧154A的轮辐接纳凹部124的第一脱离斜坡141A比来自轮辋100的第二侧154B的轮辐接纳凹部124的第二脱离斜坡141B短。
在一个实施方式中，轮辋被构造成使得来自轮辋的第一侧154A的轮辐接纳凹部124的第一脱离斜坡141A和来自轮辋100的第二侧154B的轮辐接纳凹部124的第二脱离斜坡141B都是平滑表面，从始于轮辐接纳凹部的轮辐接纳表面127的斜坡141A、141B的整个长度的中心平面到胎圈凸起具有一致的角度。
图8和图9示出了轮辋100A、100B的实施方式的横截面视图，轮辋100A、100B包括至少两种(“2”)不同的增强材料。轮辋100A、100B可以具有壁101A、101B，壁101A、101B形成有如上关于图2的轮辋100的壁101所述的形状和/或构造，或形成有其它形状和/或构造。
在图8所示的实施方式中，壁101A包括由多个部分形成的厚度。壁101A的厚度包括第一或主要部分232、第二或遏制部分234和/或第三或精修部分233。第一部分232可以由第一或主要增强材料形成。第二部分234可以由第二或遏制增强材料形成。第三部分233可以由第三或精修增强材料形成。在一个实施方式中，第二材料不同于第一材料和第三材料。在该实施方式中，第一材料和第三材料可以是相同或不同的材料。例如，第一材料和第三材料可以是相同的材料，第二材料可以与第一材料和第三材料不同，并且嵌入第一材料和第三材料中。在一个实施方式中，第一材料和第三材料可以由相同的基本纤维材料(例如碳纤维)形成，但是第一材料和第三材料可以形成为不同的结构或织物类型。
第一材料和第二材料具有不同的材料性质。例如，第二材料可以具有比第一材料更高的韧度值。在一个实施方式中，第一材料是碳纤维材料，并且第二材料是在成品轮辋100A中具有更高韧度值的材料(“高韧度材料”)。例如，第二材料可以是芳族聚酰胺或对位芳族聚酰胺合成纤维(例如由DUPONT生产的)、烯烃或聚烯烃纤维(例如INNEGRATECHNOLOGIES生产的Innegra STM)、超高分子量聚乙烯纤维(例如由HONEYWELL生产的S900或S1000)或它们的组合。在一个实施方式中，高韧度材料可以具有大于2000kN.m/kg的韧度值，而主要增强材料(例如碳纤维)在成品轮辋100A中具有低于2000kN.m/kg的韧度值。
由高韧度材料形成轮辋厚度的一部分可以提供轮辋厚度的遏制部分。当第一材料的纤维断裂时，具有高韧度材料的厚度部分可以操作成禁止或以其它方式阻止第一材料中的断裂进行传播，从而遏制断裂。可以认为，如图8中所示，遏制部分234放置在第一部分232的径向内侧，这提供了用于遏制第一材料的断裂传播的有效构造，因为轮辋100A上的力通常冲击轮胎附装部分，导致沿径向内部方向进行断裂传播。在一个实施方式中，遏制部分234可以布置在轮辋100A的至少轮辐附装部分122的厚度的中间240的径向内侧。在一个实施方式中，遏制部分234可以布置在第一部分的径向内侧。
在一个实施方式(例如图8中所示的实施方式)中，遏制部分234由精修部分233覆盖。可以针对美学特性来选择精修部分233，并且该精修部分233可以不为轮辋结构提供显著的强度。因此，遏制部分234可以是轮辋100A的径向最内部的加强部分。在另一个实施方式中，可以不使用精修部分233，并且遏制部分可以是轮辋的径向最内部部分。
在一个实施方式中，第二部分234形成轮辋100A的厚度的层。该层可以包括由第二材料的纤维形成的一个或多个织物层片。该层可以在壁的整个范围内延伸(如图8中所示)，或者可以在小于壁的范围内延伸。例如，第二部分的层可以遍及轮辋100A的轮辐保持部分延伸，但是不延伸到轮辋100A的轮胎附装部分中。在一个实施方式中，形成第二部分234的第二材料的纤维可以形成轮辋中的纤维总质量的不到10％。
图9示出了轮辋100B的实施方式的横截面，轮辋100B包括多个遏制部分233A至233C。壁101B包括由第一或主要增强部分232A和多个第二或遏制增强部分234A至234C以及可选的第三或精修部分233A形成的厚度。壁101B还包括位于遏制部分234A至234C之间的间断部分235A和235B。在一个实施方式中，间断部分235A和235B由与第一部分232A相同的材料形成。例如，第一部分232A和间断部分235A和235B可以由第一材料形成，并且遏制部分234A至234C可以由高韧度材料形成。在一个实施方式中，遏制部分可以存在于轮辋100B的至少轮辐附装部分122的厚度的中间240的上方、下方和/或该中间240处。
在图9中所示的实施方式中，示出了三个(“3”)遏制部分234A至234C。可以使用更多或更少的遏制部分。
如图9中所示的实施方式中所示，遏制部分234A至234C可以遍及轮辐附装部分122和轮胎附装部分224两者延伸。例如，遏制部分234A至234C可以形成遍及壁101B的整个范围的层。在其它实施方式中，遏制部分可以在小于壁101B的范围内延伸。例如，多个层可以基本延伸穿过轮辐附装部分122，而不延伸到轮胎附装部分224中。在具有多个遏制部分的另一个实施方式中，一些遏制部分可以遍及整个壁的范围延伸，而其它遏制部分可以仅存在于轮辐附装部分122或轮胎附装部分224中。
在一个实施方式中，轮辋在轮辋的整个圆周上具有均匀的横截面轮廓。在该实施方式中，可以在形成轮辋的壁中形成孔，然而，这些孔形成为维持轮辋的横截面形状的一致轮廓。可以为了轮辐附装或出于诸如气动阀安装之类的其它原因而形成这些孔。
在一个实施方式中，提供了一种自行车轮辋。该自行车轮辋包括形成为所述自行车轮辋的单个壁，由复合材料形成的所述壁具有形成在其中的轮辐附装部分和轮胎附装部分，其中所述复合材料包括形成所述轮辋的厚度的层的、用作增强材料的至少两种不同的纤维。
在一个实施方式中，复合材料的第一纤维包括碳纤维。
在一个实施方式中，复合材料的第二纤维在壁中形成遏制层。
在一个实施方式中，遏制层形成为遍及壁的整个厚度的连续层。
在一个实施方式中，遏制层由具有与第一纤维不同的材料性质的纤维形成。
在一个实施方式中，由第二纤维形成的遏制层具有比轮辋的厚度的包含第一纤维的部分更高的韧度值。
在一个实施方式中，第二纤维是芳族聚酰胺基纤维、对位芳族聚酰胺基纤维、烯烃基纤维、聚烯烃基纤维、聚乙烯纤维或超高分子量聚乙烯纤维。
在一个实施方式中，包括第二纤维的遏制层具有大于2000千牛米每千克(kNm/kg)的韧度值，并且复合材料的由第一纤维形成的部分具有小于2000kNm/kg的韧度值。
在一个实施方式中，遏制层布置在轮辋的厚度的中间的径向外侧。
在一个实施方式中，壁包括遍及轮辋的整个厚度布置的多个遏制层。
在一个实施方式中，遏制层布置在轮辋的厚度的中间的径向内侧。
在一个实施方式中，遏制层在轮辋的轮辐附装部分中布置在轮辋的厚度的中间的径向内侧。
在一个实施方式中，壁形成为使得在非张紧状态下，轮辋的第一侧的第一胎圈座的第一径向高度不同于轮辋的第二侧的第二胎圈座的第二径向高度。
在一个实施方式中，壁形成为使得在非张紧状态下，轮辋的第一侧具有与轮辋的第二侧不同的刚度。
在一个实施方式中，壁不用金属材料形成。
在一个实施方式中，提供了一种自行车轮辋。该自行车轮辋包括形成为自行车轮辋的壁，由复合材料形成的该壁具有形成在其中的轮辐附装部分和轮胎附装部分，该复合材料由提供轮辋的厚度的层形成，其中复合材料包括轮辋的所述厚度的内部层，该内部层由与所述厚度的相邻于所述内部层的两个层不同的材料形成。复合材料可以包括碳纤维。碳纤维可以布置在相邻于所述内部层的两个层中。在一个实施方式中，壁不用金属材料形成。
在一个实施方式中，提供了一种自行车车轮。该自行车车轮包括由复合材料形成的轮辋，该轮辋形成为具有轮辐附装部分和轮胎附装部分的单个壁，其中复合材料包括形成轮辋的厚度的层的、用作增强材料的至少两种不同的纤维。自行车车轮还包括用于旋转附装到自行车框架的中心轮毂。自行车车轮还包括从轮辋的轮胎附装部分延伸出并附装到轮毂的多个轮辐。
本文中描述的实施方式的图示旨在提供对各种实施方式的结构的一般理解。这些图示不旨在用作利用本文中描述的结构或方法的设备和系统的所有元件和特征的完全描述。在阅读本公开的基础上，许多其它实施方式对于本领域技术人员而言是显而易见的。可以利用其它实施方式并从本公开中得出这些其它实施方式，使得可以在不脱离本公开的范围的情况下进行结构和逻辑替换和改变。另外，除非另有说明，否则图示仅仅是代表性的，并且可能未按比例绘制。图示中的某些比例可能被扩大，而其它比例可能被最小化。因此，本公开和附图应被视为说明性的而非限制性的。
虽然本说明书包含许多细节，但这些细节不应被解释为对本发明的范围或可要求保护的范围的限制，而是作为对本发明特定实施方式特有的特征的描述。本说明书中在单独实施方式的背景下描述的某些特征也可以在单个实施方式中组合实施。相反，在单个实施方式的背景下描述的各种特征也可以在多个实施方式中单独地或以任何合适的子组合的方式实施。此外，尽管上面的特征可以描述为以某些组合方式起作用并且甚至最初如此要求被保护，但是在某些情况下可以从所要求保护的组合中去除来自所要求保护的组合的一个或多个特征，并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变型。
类似地，虽然在附图中描绘了并且在本文中以特定顺序描述了操作和/或动作，但是这不应该被理解为要求以所示的特定顺序或以相继顺序执行这些操作或者执行所有示出的操作以获得理想的结果。在某些情况下，多任务处理和并行处理可能是有利的。此外，上述实施方式中的各种系统部件的分离不应被理解为在所有实施方式中都需要这种分离，并且应当理解，任何所描述的程序部件和系统通常可以在单个软件产品中集成在一起或者打包到多种软件产品中。
本公开的一个或多个实施方式都可以单独地和/或共同地在这里称为术语“发明”，这仅仅是为了方便，没有任何意图将本申请的范围自愿地限制于任何特定的发明或发明构思。此外，尽管本文已说明和描述了特定实施方式，但应了解，为了实现相同或类似目的而设计的任何后续布置可替代所示的特定实施方式。本公开旨在涵盖各种实施方式的任何和所有后续修改或变更。在阅读本描述之后，以上实施方式的组合以及本文未具体描述的其它实施方式对于本领域技术人员而言是显而易见的。
在前面的详细描述中，出于简化本公开的目的，各种特征可能组合在一起或在单个实施方式中进行描述。本公开不应被解释为反映这样的意图：所要求保护的实施方式需要的特征比每个权利要求中明确记载的特征多。相反，发明主题可以针对少于任何所公开实施方式的所有特征。旨在将前面的详细描述视为说明性的而非限制性的。
本申请要求2018年5月9日提交的申请号为62/669,101的美国临时专利申请的优先权，该临时专利申请的内容以其整体并入本文中。

Claims (19)

1.一种自行车轮辋，所述自行车轮辋包括：
形成为所述自行车轮辋的单个壁，由复合材料形成的所述壁具有形成在其中的轮辐附装部分和轮胎附装部分，其中所述复合材料包括形成所述轮辋的厚度的层的、用作增强材料的至少两种不同的纤维，
其中，所述自行车轮辋被构造成在所述自行车轮辋的旋转轴线的方向上具有关于所述轮辋的中心平面不对称的轮辋宽度，所述中心平面由穿过所述轮辐附装部分的轮辐接纳凹部的基部的中点并垂直于所述轮辋的所述旋转轴线的平面限定，
其中，所述单个壁以径向不对称构造形成为使得在非张紧状态下，所述轮辋的第一侧的第一胎圈座的第一径向高度不同于所述轮辋的第二侧的第二胎圈座的第二径向高度，并且
其中，所述第一径向高度和所述第二径向高度被构造成在预加载状态下通过用于附装至所述轮辐附装部分的轮辐的张力构造而基本相同。
2.根据权利要求1所述的自行车轮辋，其中，所述复合材料的第一纤维包括碳纤维。
3.根据权利要求2所述的自行车轮辋，其中，所述复合材料的第二纤维在所述壁中形成遏制层。
4.根据权利要求3所述的自行车轮辋，其中，所述遏制层形成为遍及所述壁的整个所述厚度的连续层。
5.根据权利要求3所述的自行车轮辋，其中，所述遏制层由具有与所述第一纤维不同的材料性质的纤维形成。
6.根据权利要求5所述的自行车轮辋，其中，由第二纤维形成的所述遏制层具有比所述轮辋的所述厚度的包含所述第一纤维的部分更高的韧度值。
7.根据权利要求6所述的自行车轮辋，其中，所述第二纤维是芳族聚酰胺基纤维、对位芳族聚酰胺基纤维、烯烃基纤维、聚烯烃基纤维、聚乙烯纤维或超高分子量聚乙烯纤维。
8.根据权利要求6所述的自行车轮辋，其中，包括所述第二纤维的所述遏制层具有大于2000千牛米每千克，即大于2000kNm/kg的韧度值，并且所述复合材料的由所述第一纤维形成的部分具有小于2000kNm/kg的韧度值。
9.根据权利要求4所述的自行车轮辋，其中，所述遏制层布置在所述轮辋的所述厚度的中间的径向外侧。
10.根据权利要求9所述的自行车轮辋，其中，所述壁包括遍及所述轮辋的整个所述厚度布置的多个遏制层。
11.根据权利要求4所述的自行车轮辋，其中，所述遏制层布置在所述轮辋的所述厚度的中间的径向内侧。
12.根据权利要求11所述的自行车轮辋，其中，所述遏制层在所述轮辋的所述轮辐附装部分中布置在所述轮辋的所述厚度的中间的径向内侧。
13.根据权利要求1所述的自行车轮辋，其中，所述壁形成为使得在非张紧状态下，所述轮辋的第一侧具有与所述轮辋的第二侧不同的刚度。
14.根据权利要求1所述的自行车轮辋，其中，所述壁不用金属材料形成。
15.一种自行车轮辋，所述自行车轮辋包括：
形成为所述自行车轮辋的壁，由复合材料形成的所述壁具有形成在其中的轮辐附装部分和轮胎附装部分，所述复合材料由提供所述轮辋的厚度的层形成，其中所述复合材料包括所述轮辋的所述厚度的内部层，该内部层由与所述厚度的相邻于所述内部层的两个层不同的材料形成，
其中，所述自行车轮辋被构造成在所述自行车轮辋的旋转轴线的方向上具有关于所述轮辋的中心平面不对称的轮辋宽度，所述中心平面由穿过所述轮辐附装部分的轮辐接纳凹部的基部的中点并垂直于所述轮辋的所述旋转轴线的平面限定，
其中，所述壁以径向不对称构造形成为使得在非张紧状态下，所述轮辋的第一侧的第一胎圈座的第一径向高度不同于所述轮辋的第二侧的第二胎圈座的第二径向高度，并且
其中，所述第一径向高度和所述第二径向高度被构造成在预加载状态下通过用于附装至所述轮辐附装部分的轮辐的张力构造而基本相同。
16.根据权利要求15所述的自行车轮辋，其中，所述复合材料包括碳纤维。
17.根据权利要求16所述的自行车轮辋，其中，所述碳纤维布置在相邻于所述内部层的两个层中。
18.根据权利要求17所述的自行车轮辋，其中，所述壁不用金属材料形成。
19.一种自行车车轮，所述自行车车轮包括：
由复合材料形成的轮辋，该轮辋形成为具有轮辐附装部分和轮胎附装部分的单个壁，其中所述复合材料包括形成所述轮辋的厚度的层的、用作增强材料的至少两种不同的纤维；
中心轮毂，该中心轮毂用于旋转附装到自行车框架；以及
多个轮辐，所述多个轮辐从所述轮辋的所述轮胎附装部分延伸出并附装到所述轮毂，
其中，所述轮辋被构造成在所述轮辋的旋转轴线的方向上具有相对于所述轮辋的中心平面不对称的轮辋宽度，所述中心平面由穿过所述轮辐附装部分的轮辐接纳凹部的基部的中点并垂直于所述轮辋的所述旋转轴线的平面限定，
其中，所述单个壁以径向不对称构造形成为使得在非张紧状态下，所述轮辋的第一侧的第一胎圈座的第一径向高度不同于所述轮辋的第二侧的第二胎圈座的第二径向高度，并且
其中，所述第一径向高度和所述第二径向高度被构造成在预加载状态下通过所述多个轮辐的张力构造而基本相同。
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