CN1137776A - 车轮 - Google Patents

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Abstract

车轮包括一环形轮缘、中心轮毂和在轮缘和轮毂之间运转的辐条部分，每根辐条的宽度对厚度的比例至少为2∶1，辐条部分具有与轮毂有固定关系的内侧部分和与轮缘有固定关系的外侧部分，辐条部分在轮毂和轮缘之间，沿半径方向向外延伸。设置了一环形件，它固定在至少是内侧和外侧辐条部分中的一个上，从而形成一封闭的、连续的空心环形套，且还包括位于空心环形套内的紧固件，用于将所述辐条部分固定在所述环形件上。

Description

车轮
技术领域
本发明涉及车轮，特别是具有轮缘部分，许多的辐条部分和轮毂部分的自行车轮。
背景技术
近年来，参加竞技自行车运动急剧增加，并对自行车运动的设备性能提出了更高的要求。一般公认，当欲提高自行车设备的性能时，减小空气动力学阻力，较轻的重量，增加骑行者的舒适性，较小的维修和较低的成本是需要考虑的目标。
通常的自行车车轮典型地是利用28条或更多的单独的钢丝辐条制成。当车轮转动时，这些辐条中的每一条必需不断地与风撞击，从而形成空气动力学阻力。为了克服这种空气动力学阻力，曾试图将自行车车轮制成一个实心的圆盘。虽然这些圆盘车轮可以减小空气动力学阻力，但骑行者的稳定性和安全性受到很大损害。假如象经常发生的情况那样，经常发生的流行的风的模式具有与骑行者行进的方向垂直的分量，则圆盘车轮就象一个帆一样，会产生潜在的危险的不稳定性问题。最近，有几个制造商介绍了由纤维增强的塑料制成的单件辐条车轮。这些车轮通过将单独的辐条数目减少至三根或五根而减少空气动力学阻力。但是，为了保持横向刚度，这些车轮在制造时使用了附加的材料，因此其重量比相应尺寸的通常的车轮大得多。另外，生产这些塑料辐条车轮所需要的制造过程相当复杂。制造过程包括仔细捆扎围绕泡沫附件或塑料内胆的纤维增强布，将这个组件和未硬化的树脂一起，放在一个模型内，给模型加热和加压，使树脂硬化。这个过程是劳动强度很大和需要高度熟练的生产人员的。再者，圆盘形式的车轮和塑料辐条车轮缺乏通常车轮的吸收冲击的能力和弹性，使骑行更不舒适。这些圆盘形式的车轮和塑料辐条车轮通过压缩在轮毂和地面之间的辐条或圆盘扇形区来支承在车轴上的负载，这会使得刚性要过份的大。通常的车轮是通过在轮毂之上的辐条的拉伸来支承这个负载的。正是这个拉伸加载作用使通常的车轮有弹性感觉
美国专利5104199号代表了对上述问题的改进，并说明了一种车轮，它包括一个环状的轮缘，中心轮毂，许多在轮缘和轮毂之间运转的辐条部分，并且两个彼此整体连接，包括有辐条部分的车轮部分。仍然希望对这个结构进行进一步的改进。
特别希望提供一种改进的车轮，尤其是自行车车轮，该车轮通过一种使制造过程简单，组成零件较少和原材料最少的结构，能够以合理的成本制造出来。最好是提供一种空气动力学阻力小，单独的辐条数目受限制和在回转方向的辐条正面面积最小的自行车车轮。
特别有利的是提供一种上述的自行车车轮，它能利用沿着其纵轴预先决定的辐条，来构成一个具有拉伸件(辐条)和压缩件(轮缘和轮毂壳)的静态结构。
还有一个目的是要能提供一种以上所述的车轮，该车轮通过使用重量轻，强度高的材料和减少生产结构坚固的产品所需要的材料量达到重量轻的效果。
本发明的还有一些目的和优点下面将要说明。
本发明的说明
本发明提供了一种有辐条的车轮来达到以上所述的目的和优点。
本发明的有辐条车轮包括：一个环形的轮缘，一个中心轮毂，许多在轮缘和轮毂之间运转的辐条和一个环形件；所述每一根辐条的宽度对厚度的比例至少为2∶1，其中所述辐条具有第一末端和第二末端，第一末端包括有内侧辐条部分，它与轮毂有固定关系，第二末端与第一末端相对，它包括有外侧辐条部分，该部分与轮缘固定，并且其中，所述辐条在轮毂和轮缘之间，沿半径方向向外延伸，所述环形件固定在内侧和外侧辐条部分的至少一个上，所述环形件构成一个封闭的，连续的空心环形套，而且其中，在沿着该环形套宽度的一端上，固定着所述辐条，同时该环形套还包括一个装置，可使所述空心环形套可调节地将所述相对端固定在所述环形件上。
本发明的有辐条车轮还包括：一个环形轮缘，一个中心轮毂，许多在轮缘和轮毂之间运转的辐条和一个环形件；所述每一根辐条的宽厚比至少为2∶1，最好至少为4∶1，其中，所述辐条具有与轮毂有固定关系的内侧辐条和与轮缘有固定关系的外侧辐条，并且其中，所述辐条在轮毂和轮缘之间沿着半径方向向外延伸，所述环形件固定在内侧和外侧辐条部分的至少一个上，所述环形件构成一个封闭的、连续的空心环形套和在所述空心环形套内的，用于将所述辐条固定在所述环形件上的装置。在优选实施例中，环形件为一个在轮缘和轮毂之间的外侧圆形件，并形成一个封闭的，连续的，圆形的空心环形套，用于承受圆周应力，所述圆形件保持环形轮缘在辐条部分的外面。在这个实施例中，外侧辐条部分固定在圆形件上。
在优选实施例中，空心的环形套包括调节辐条张力的装置。另外，最好辐条向内延伸至一公共的辐条星形接头部分，该星形接头部分固定在轮毂上。最好本发明的有辐条车轮包括至少两个车轮部分，此两个车轮部分包括固定在一起的辐条，以形成有辐条的车轮。
根据本发明，车轮部分和辐条可以是彼此对称地相对配置或彼此呈交错排列的关系。
特别有利的是，每一根辐条至少在两个隔开的位置上与环形件固定，以便提供一种非常坚固和稳定的结构。可以设置固定在每一根辐条部分的外侧部分上的护罩和紧固件，该紧固件从护罩延伸至带有用于将辐条固定在环形件上的空心环形套的装置上。也可以包括固定在外侧辐条部分内的辐条上的插入件和紧固件，该紧固件从插入件延伸至在空心环形套内的装置上
另一种方案是，可以包括从外侧辐条部分延伸至在空心环形套内的装置上的U形紧固件，其中，外侧辐条部分固定在U形紧固件上。外侧辐条部分可以包围U形紧固件的中心部分。
作为又一个选择方案，可以包括两个固定在每一根辐条部分的外侧部分上和固定在空心环形套内的装置上的特殊的紧固件。
作为再一种选择方案，外侧辐条部分包括一个伸入空心环形套中的放大的头部，或者空心环形套可以包括一个与头部啮合的关联槽。
每一根辐条可以包括一个末端部分，该末端部分伸入包括紧固件的空心环形套中，该紧固件从末端部分延伸至在空心环形套外边的位置，将辐条固定在环形件上。可以设置一个装置，利用该装置将每一根辐条固定在环形件的一侧，和固定在轮毂的轴向相反一侧。还可设置一种装置，利用该装置将每一根辐条固定在环形件的一侧，并也可固定在相对的辐条上。另外，可以设置一种将每一根辐条部分固定在环形件一侧的装置，包括从所述环形件伸出的关联法兰和用于将每一根辐条固定在所述关联法兰上的装置。
本发明的还有一些特点将在下面叙述。
附图的简要说明
本发明从附图中将更容易了解。
图1为车轮结构的优选实施例的部分正视图；
图2为沿着图1的2-2线所取的横截面图；
图3为本发明的另一个实施例的部分透视图；
图4和5为另一种辐条部分结构的部分透视图；
图6～16为本发明的另一实施例的部分透视图；
图17为本发明又一个实施例的部分侧视图；
图18为沿着图17的18-18线的截面图。
实现本发明的方式
参见附图，图1～2表示一个优选的实施例。参见图1和图2，车轮10包括一个环形的轮缘或轮缘箍12，它夹在左半轮14和右半轮16之间，并从这些半轮向外伸出。中心轮毂或轮毂壳18一般为圆筒形状，并且围绕其圆周在一端与左半轮14连接，而在另一端与右半轮16连接。车轮10还包括一个环形件，最好为圆形件20，它支承着轮缘部分12，并固定在辐条22上。辐条22具有内侧辐条部分24和外侧辐条部分26。外侧辐条部分26利用U形紧固件28，以将在下面说明的方式固定在圆形件20上。
内侧辐条部分在轮毂18处连接在一起，构成一个公共的辐条星形接头30。辐条以另一种方式与圆形件和轮缘连接。如上所述，每一个外侧辐条部分26通过U形紧固件与圆形件20连接，U形紧固件两端作有螺纹。圆形件20构成一个封闭的，连续的空心环形套32，用以承受圆周应力。辐条材料通过在辐条22的外部顶端34(见图6)处，围绕U形紧固件的中心部分扎紧而与U形紧固件连接，并且U形紧固件28的螺纹端19伸入空心环形套32中，并用螺母36固定在夹持装置上。螺母可以通过出入孔38(见图3)进入空心环形套32中。辐条张力现在可通过扭紧或放松这些螺母而进行调节，其所用方式与通常车轮的辐条调节方式相似。
辐条星形接头30利用任何方便的装置固定在轮毂18上，例如利用连接在轮毂18上的车削出的法兰40。
轮毂18包括轴承42，轮毂壳44和通过轮毂壳44的轴46。
辐条末端的多个固定点在几个方面是有利的。由于辐条会造成空气动力学阻力，因此使用较少的辐条是有利的。这会在个别辐条上造成较大的应力。多个紧固件可比单一个紧固件承受更大的应力，还可使负载在圆形件和轮缘的更宽部分上分布，从而在这些元件上造成较小的应力集中。另外，在辐条的外拐角处固定这些宽的辐条对在轮毂和轮缘之间传递扭矩是有帮助的，这点对后轮特别重要。
图3～7表示将平的辐条和圆形件连接的另一些方法。所有这些方法都使用有利的多个固定点。
图3使用至少两个有螺纹的紧固件48，它们通过粘接在辐条外侧部分26上的金属罩50和辐条外侧部分26连接。紧固件48的螺纹端伸入空心的环形套32中，并用与图2相同的方法固定在螺母等上。
图4和图5表示分别固定在插入件52和54上的带螺纹的紧固件48，插入件52，54粘接在辐条外侧部分26的内部。
图6表示图1和图2的实施例的详细情况，其中U形紧固件28具有螺纹末端(图6没有示出)，它伸入圆形件20的空心环形套32中。外侧辐条部分26的外部顶点34捆扎在U形紧固件的中心部分周围。
图7表示从外侧辐条部分26的放大部分58伸入空心环形套32中，如在其他实施例一样固定在该空心环形套中的两个分隔开的带螺纹的紧固件56。
图8表示另一个实施例，其中，单一的带螺纹的紧固件60，通过插入件62，利用与图4～5一样的方法固定在每一个外侧辐条部分26上，然而，对于每一个辐条末端连接只用一个带螺纹的紧固件，而不是两个。
图9和图10表示一个相对配置的辐条结构，代替如图1和图2所示的交替式的结构。图9表示一个带有两个螺纹紧固件48的外侧辐条部分26，它通过固定在辐条部分上的金属罩50与紧固件48连接，如图3所示一样。图10表示两个带螺纹的紧固件，它通过固定在两个相对配置的外侧辐条部分26上的单一插入件66与外侧辐条部分26连接。
图11～13表示一个辐条连接，其中，外侧辐条部分26通过在圆形件20中的长槽68。图11～13所示的结构可用在交替式或对置式的辐条结构中。图11表示外侧辐条部分26，它包括一个增大的末端70，该末端通过槽68并位于环形套32内。在图12中，增大的末端70位于连续槽72中，连续槽72由与外侧辐条部分26相邻的圆形件20构成。图13表示通过由带螺纹的紧固件76固定在轮缘12上的外侧辐条部分26的法兰74将外侧辐条部分26固定在环形套32内，带螺纹的紧固件76可以很容易地用来调节辐条的张力。
图14～16表示外侧辐条部分26固定在圆形件20的侧壁78上的辐条连接。这些实施例也可用在对置的或交替式的辐条结构中。
图14表示通过伸入环形套32中的紧固件80固定在圆形件侧壁78一侧的宽的辐条外侧部分26，辐条延伸至轮毂的轴向相反一侧。这种结构只有在交替式的辐条结构中才有可能应用。假如希望的话，辐条也可以与圆形件的接片或法兰部分连接。
图15表示一种对置式的辐条结构，其中，每一个外侧辐条部分26与轮毂的相应一侧连接。每一个外侧辐条部分26首先利用紧固件80固定在圆形件侧壁78上，如图14所示26首先利用紧固件80固定在圆形件侧壁78上，如图14所示一样。另外，设有在两个相对放置的外侧辐条部分之间延伸的带螺纹的紧固件82，该紧固件82可将两个对置的外侧辐条部分，在位于辐条一圆形件固定点内侧的点上固定在一起。紧固件82一般在轴向方向找平，并可用作为产生或调节辐条张力的装置。
图16与图15相似，除了以下这点例外，即圆形件20在外侧辐条部分一圆形件固定点的内侧包括一个紧固件86的关联法兰84，紧固件86可以与图15中的紧固件82相同的方式使用。
图17～18表示另一个实施例，其中，辐条22的外侧辐条部分26与外侧圆形件88和/或，假如希望的话，与轮缘12作成一个整体，从而构成外侧辐条星形接头90，内侧辐条部分24由多个螺纹紧固件94固定在包围轮毂18的内侧环形件92上，该螺纹紧固件94从内侧辐条部分24伸至内侧环形件92，并伸入由内侧环形件92构成的内侧空心环形套96中。固定件，如螺母98，如在其他实施例中的方式一样，在环形套96内与紧固件94啮合。这种结构使辐条张力容易调整，辐条连接紧固。
应当理解，本发明不是仅限于这里所说明和图示的示例，这些示例仅仅是实现本发明的最好方式的一种说明，允许对零件的形状，尺寸，结构和操作的细节进行改进。本发明力图包含所有这些在其精神及权利要求所决定的范围内的改进。

Claims (37)

1.一种有辐条的车轮，其特征为它包括：
一个环形轮缘(12)；
一个中心轮毂(18)；
许多在轮缘和轮毂之间运转的辐条(22)，每一根辐条的宽度与厚度的比例至少为2∶1，其特征为，所述辐条具有与轮毂有固定关系的内侧辐条部分(24)和与轮缘有固定关系的外侧辐条部分(26)的辐条部分，并且其特征还在于，所述辐条在轮毂和轮缘之间，沿着半径方向向外延伸；
一个环形件(20，92)，它固定在至少是内侧和外侧辐条部分的一个上，并且至少环形轮缘和中心轮毂中的一个包括所述环形件，构成一个连续的、空心环形套(32，96)；
邻近所述空心环形套的装置(36，76，80，86，98)，用于将所述辐条固定在所述环形件上；和
与辐条连接的装置(36，76)，用于调整辐条的张力。
2.根据权利要求1的有辐条车轮，其特征为，所述辐条(22)的宽度对厚度的比例至少为4∶1。
3.根据权利要求1的有辐条车轮，其特征为，所述环形件(20，92)为在轮缘(12)和轮毂(18)之间的一个外侧圆形件(20)，并且构成一个用于承受圆周应力的封闭的、连续的、圆形的空心环形套(32)。
4.根据权利要求3的有辐条车轮，其特征为，所述外侧圆形件(20)保持环形轮缘(12)在辐条部分(24，26)之外，并且其特征还在于，外侧辐条部分(26)固定在外侧圆形件上。
5.根据权利要求1的有辐条车轮，其特征为，辐条(22)向内延伸至公共的辐条星形接头(30)，该星形接头固定在轮毂(18)上。
6.根据权利要求1的有辐条车轮，它包括至少两个车轮部分(12，18)，其特征为，一个部分包括整体固定在一起的辐条(22)。
7.根据权利要求1的有辐条车轮，其特征为，辐条(22)为彼此对称地相对配置的。
8.根据权利要求1的有辐条车轮，其特征为，辐条(22)彼此呈交错排列关系。
9.根据权利要求1的有辐条车轮，其特征为，每一根辐条(22)，至少在两个隔开的位置上与环形件(20，92)固定。
10.根据权利要求4的有辐条车轮，它包括一个固定在每一个外侧辐条部分(26)上的罩(50)和一个从罩延伸至与空心环形套相邻的装置的紧固件(48)，该紧固件用于将辐条固定在圆形件(20)上。
11.根据权利要求4的有辐条车轮，它包括固定在辐条(22)上，在外侧辐条部分(26)内的插入件(62)和紧固件(60)，该紧固件(60)从插入件延伸至与空心环形套(32)相邻的装置(36，76)，用于将辐条固定在圆形件(20)上。
12.根据权利要求4的有辐条车轮，其特征为，外侧辐条部分(26)包括一个增大的头部(70)，它伸入空心环形套(32)中，用于将辐条(22)固定在圆形件(20)上。
13.根据权利要求4的有辐条车轮，其特征为，用于固定的装置包括一个具有关联槽(68，72)的空心环形套(32)，关联槽与外侧辐条部分(26)的增大头部(70)啮合，用于将辐条(22)固定在圆形件(20)上。
14.根据权利要求1的有辐条车轮，其特征为，每一根辐条(22)包括一个末端部分，它伸入包括紧固件(48，56，60，64，94)的空心环形套中，紧固件从末端部分延伸至位于空心环形套(32，96)内部的位置上，以便将辐条(22)固定在圆形件(20，92)上。
15.根据权利要求3的有辐条车轮，其特征为，每一根辐条(22)固定在圆形件(20)的一侧和轮毂(18)的轴向相反一侧上。
16.根据权利要求1的有辐条车轮，其特征为，每一根辐条(22)固定在环形件(20，92)的一侧，并且也固定在相对配置的辐条(22)上。
17.根据权利要求3的有辐条车轮，其特征为，圆形件(20)包括一个关联法兰(84)，还包括将每一根辐条固定在所述关联法兰上的装置。
18.根据权利要求10的有辐条车轮，其特征为，两个隔开的位置是在圆周上分隔开来的，两个位置之间有间隔。
19.根据权利要求1的有辐条车轮，其特征为，辐条(22)由材料的单一的实心部分制成。
20.根据权利要求1的有辐条车轮，其特征为，所述辐条(22)单独地由环形轮缘(12)、中心轮毂(18)和环形件(20，92)组成，并且至少一个末端沿着辐条的整个宽度固定。
21.根据权利要求1的有辐条车轮，其特征为，所述用于调整张力的装置(36，76)放在空心环形套(32，96)内。
22.根据权利要求3的有辐条车轮，其特征为，所述圆形件(20)是与所述环形轮缘(12)整体制成的。
23.根据权利要求1的有辐条车轮，其特征为，所述辐条(22)的宽度对厚度的比例至少为10∶1。
24.根据权利要求8的有辐条车轮，其特征为，所述对称地相对配置的辐条(22)在所述外侧辐条部分(26)处，整体地连接一起，构成一个外侧辐条星形接头(90)。
25.根据权利要求24的有辐条车轮，其特征为，对称地相对配置的辐条(22)延伸至所述中心轮毂(18)的相反末端。
26.根据权利要求7的有辐条车轮，其特征为，众多的辐条(22)整体地连接在所述中心轮毂(18)的公共末端处。
27.根据权利要求8的有辐条车轮，其特征为，所述对称地相对配置的辐条整体地连接在所述内侧辐条部分(14)处。
28.根据权利要求9的有辐条车轮，其特征为，所述交错排列的辐条(22)重叠。
29.根据权利要求6的有辐条车轮，还包括附着在中心轮毂(18)的每一末端的辐条星形接头(30)。
30.根据权利要求1的有辐条车轮，其特征为，用于固定所述辐条的装置(30，76)包括用于调节辐条张力的装置(36，76)。
31.根据权利要求1的有辐条车轮，其特征为，与所述空心环形套相邻的，用于固定所述辐条的装置(36，76，80，86，98)放置在所述空心环形套内。
32.根据权利要求20的有辐条车轮，其特征为，间隔等于辐条(22)的最窄部分或比辐条(22)的最窄部分宽。
33.根据权利要求1的有辐条车轮，其特征为，辐条部分(24，26)包括一个增大的头部(70)，它伸入空心环形套(32，96)中，用于将辐条(22)固定在环形件(20，92)上。
34.根据权利要求1的有辐条车轮，其特征为，用于固定的装置包括具有关联槽(68，72)的空心环形套(32，96)，该关联槽与辐条部分(24，26)的增大的头部(58，70)啮合，用以将辐条(22)固定在环形件(20，92)上。
35.根据权利要求1的有辐条车轮，其特征为，环形件(20，92)为内侧环形件(92)，它构成一个连续的空心环形套(96)。
36.一种有辐条的车轮，其特征为它包括：
一个环形轮缘(12)；
一个中心轮毂(18)；
许多在轮缘和轮毂之间运转的辐条(22)，每一根辐条的宽度对厚度的比例至少为2∶1，其特征为，所述辐条具有与轮毂有固定关系的内侧辐条部分(24)和与轮缘有固定关系的外侧辐条部分(26)，而且其特征还在于，所述辐条在轮毂和轮缘之间，沿半径方向向外延伸；
一个环形件(20，92)，它固定在内侧和外侧辐条部分(24，26)中的至少一个上，并且至少在环形轮缘和中心轮毂中有一个包括所述的环形件，从而构成一个连续空心环形套(32，96)；并且其特征还在于，所述辐条沿着其宽度，在一个末端固定，并且包括与所述空心环形套相邻，用于可调整地将相对一端固定在所述环形件上的装置。
37.一种有辐条的车轮，其特征为它包括：
一个包括一个外侧圆形件(20)的环形轮缘(12)；
一个中心轮毂(18)；
许多在轮缘和轮毂之间运转的辐条(22)，每一根辐条的宽度与厚度比例至少为2∶1，其特征为，所述辐条具有与轮毂有固定关系的内侧辐条部分(24)和与轮缘有固定关系的外侧辐条部分(26)，并且其特征还在于，所述辐条在轮毂和轮缘之间，沿着半径方向向外延伸；
固定在外侧辐条部分上并放在轮缘和轮毂之间的所述外侧圆形件，外侧圆形件构成一个封闭的、连续的圆形空心环形套(32)，用于承受圆周应力，其特征为，外侧圆形件使环形轮缘保持在辐条部分的外面；
U形紧固件(28)，它从外侧辐条部分伸入空心环形套中；和
固定装置(36)，它在空心环形套内，固定在U形紧固件上，用于将辐条固定在圆形件上。
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