TW200914294A - Rim for a bicycle wheel made from composite material with a wear indicator and wheel comprising such a rim - Google Patents

Description

200914294 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於由複合材料製成的自行車車輪用輪圈和包 括這種輪圈的自行車車輪。 【先前技術】 自行車車輪用輪圈通常地具有這樣的結構，該結構在 兩個相對側面之間延伸，通過一個或多個橋連接從而形成 U形、倒A形或具有多個被稱爲腔的更複雜的截面。在具 有塾制動器的輪中，制動滾道形成在輪圈的側面上，制動 墊被壓到制動滚道上從而制動自行車。 在自行車車輪輕便性的深入研究使輪圈被製造的具有 總是較低的厚度；在極限的情況下，在輪圈處，存在著只 比足夠承受其所遭受的負載稍大的支撐結構。由於此，由 於制動墊的磨損所引起的輪圈的磨損必須小心地觀察；的 確，由於輪圈在制動滚道處的過度磨損能夠導致輪圈在諸 如緊急制動的極限危險情況下突然斷裂，因此輪圈在制動 滚道處的過度磨損對於騎車者的安全是個危險。因此，需 要指示輪圈的磨損狀態，從而騎車者能夠獲悉何時是替換 輪圈的適當時機。 由金屬材料製成的輪圈是已知的，其包括形成在制動 滚道上的環形或尖角的凹陷。它們的操作原理是根據如下 事實：凹陷的深度伴隨著磨損降低，直到凹陷消失的點處； 在該點處，騎車者必須替換輪圈。環形凹陷容易在從形成 5 200914294 的輪圈的半成品的擠壓期間製作，或通過機加工製作。在 另一方面，尖角凹陷通過機加工或镦鍛來製作。 在輪圈是由複合材料製造的情況下，典型的是由具有 聚合材料基體的結構纖維製作的情況下，通過擠壓或镦鍛 來製作凹陷是不可能的，然而由於機加工將致使結構纖維 的剪切，因此機加工不能接受地弱化輪圈。 檢查由複合材料製成的輪圈的磨損的問題完全不能令 人滿意。 【發明内容】 因此，本發明關於如申請專利範圍第1項所述的由複 合材料製成的自行車車輪用輪圈和如申請專利範圍第 46 項所述的自行車車輪。申請專利範圍之附屬項涉及較佳的 特徵。 特別地，根據本發明的由複合材料製成的用於自行車 車輪的輪圈，包括兩個相對侧面，在該兩個相對側面上形 成有兩個相應的制動滾道，所述兩個制動滾道由於制動而 遭受磨損，其特徵在於該輪圈在所述制動滾道中的至少一 個制動滾道處包括至少一個第一外層和磨損指示物，該磨 損指示物適於指示何時輪圈已經在制動滾道處達到預定磨 損水平，該磨損指示物在輪圈中佈置在相對於第一層的内 側位置中。 通過這種方式，磨損指示物不對輪圈的外表面及由此 對其機械強度造成最輕微的損傷。 6 200914294 根據較佳實施例，所述磨損指示物包括第二層， 二層與所述第一層相比具有可視特徵。通過這種方式 在制動滾道處已經達到所述預定磨損水平時，第一層 磨損實際上已經消失，並且下面的第二層保持清楚可 較佳地，所述可視特徵是指示顏色，該指示顏色 述第一層的顏色不同。所述顏色實際上是能夠清楚可 能夠相對容易地獲得的特徵。 較佳地，所述第二層由複合材料製成，該複合材 有在聚合材料基體中的結構纖維，並且所述結構纖維 至少一個、但是更較佳地多個或甚至更較佳地全部具 述指示顏色。可替換地或另外，聚合材料基體具有所 示顏色。 通過這種方式，由第二層構成的指示物是在結構 爲輪圈的一部分的層，該層可能地與第一層及可能的 層一起對輪圈的機械強度作出貢獻。 較佳地，具有所述指示顏色的所述至少一個纖維 間斷地包在所述制動滚道的整個徑向延伸部周圍；這 了指示甚至是在由於制動墊可能不對準或無論什麼原 在制動滚道上輪圈的磨損不均勻的情況下何時已經達 損極限，並指示第二層的最佳機械強度。 較佳地，具有所述指示顏色的所述一個或多個纖 芳綸纖維（ar am id fibres)例如Kevlar纖維；這些纖維 上更容易著色。然而，即使次較佳地，還可以使用玻 維、陶瓷纖維和上述纖維的組合。 該第 ，當 由於 見。 與所 見且 料具 中的 有所 述指 上作 其他 沒有 確保 因而 到磨 維是 實際 璃纖 7 200914294 根據較佳的解決方案，由包括在聚合材料基體中的碳 纖維的複合材料製成的第一層與具有至少一個著色芳綸纖 維的第二層相連。甚至更較佳地，第二層的所有的纖維是 著色芳綸纖維。由於碳纖維是黑色的，所以芳綸纖維應該 是不同於黑色的顏色，例如黃色。 較佳地，具有指示顏色的第二層通過閥孔或輻條連接 孔可視。這允許用戶和製作者直接檢查在新輪圈上的磨損 指示物的存在。 較佳地，所述預定磨損水平對應於在所述制動滚道處 所述第一層的完全磨損。在這兩種情況下，如果整個剩餘 水平儘管被減小但是仍足以維持足夠的安全餘量，則所述 預定磨損水平可以是預警水平，或者如果整個剩餘層僅足 以維持輪圈的結構完整性，則所述預定磨損水平是警告水 平。 較佳地，第一層具有在0.1 m m和0.8 m m之間更較佳地 在0.3mm和0.5mm之間的厚度；較佳地，第二層具有在 0.2mm和1mm之間更較佳地在0.4mm和0.8mm之間的厚 度。 根據另一較佳實施例，磨損指示物包括金屬元件。在 這種情況下，能夠通過合適的感測器裝置檢測輪圈的磨 損，該感測器裝置在與制動滚道相對的適當位置處被封裝 在自行車上；感測器裝置例如可以包括用於産生延伸遠至 包括輪圈和金屬元件的電磁場的裝置和用於檢測電幅值的 裝置，該電幅值隨著佈置在感測器裝置自身和金屬元件之 8 200914294 間的複合 車碼表的 車者提供 根據 在這種情 封裝在自 感測器裝 電磁場以 裝置自身 本實施例 此，該自 較佳 一層的内 以具有任 個或多個 應該 以例如用 式，能夠 磨損指示 較佳 佳地在全 可以 個磨損指 磨損指示 材料量的改變而改變。本實施例對於配備 自行車特別較佳，由此，該自行車碼表能 磨損指示。 也是較佳的變體，磨損指示物包括感應感 況下，能夠通過在與制動滾道相對的適當 行車上的適當的感測器裝置檢測輪圈的磨 置例如可以包括用於檢測由感應感測器所 檢測電幅值的裝置，該電幅值隨著佈置在 和感應感測器之間的複合材料量的改變而 對於配備有自行車碼表的自行車也特別較 行車碼表能夠爲騎車者提供磨損指示。 地，該金屬元件或該感應感測器在相對於 側位置中被結合進所述複合材料中。金屬 何構造，例如金屬元件可以由一個或多個 導線形成。 注意的是，有利地，即使當車輪未磨損時 X射線檢測金屬元件和感應感測器。通過 在銷售輪圈之前確保它們的存在，並且避 的騎車者的不幸事故。 地，磨損指示物在輪圈的至少一個部分上 部輪圈上在圓周方向上延伸。 只在所述制動滚道中的一個制動滾道處設 示物，但是較佳地在每個制動滚道處設置 物；的確，輪圈的磨損可能在兩個制動滚 有自行 夠爲騎 測器。 位置處 損；該 産生的 感測器 改變。 佳，由 所述第 元件可 板或一 ，也可 這種方 免相信 、更較 置僅一 相應的 道中的 9 200914294 一個制動滾道處被加重。 較佳地，磨損指示物甚至在制動滾道的外部在 向上延伸。這確保了：即使在定位可能不精確的情 已經磨損的區域實際上被磨損指示物覆蓋。 在較佳的實施例中，制動滾道通過上橋並通過 接，並且所述磨損指示物在所述制動滾道中的至少 動滚道處和在所述上橋處延伸。在另一較佳的實施 制動滾道通過上橋並通過下橋連接，並且其中磨損 在所述制動滚道中的至少一個制動滚道處和在所述 延伸。 在較佳的實施例中，磨損指示物在徑向方向上 制動滾道的高度矮的高度。 在較佳的實施例中，制動滾道通過至少一個橋 並包括翼，該翼在所述橋的外部徑向突起，從而與 一起形成用於保持輪胎的空間，其中所述磨損指示 部分地在至少一個翼上延伸。 較佳地，輪圈在相對於所述第一層的内側位置 括至少一個第二層；更較佳地，第二層具有結構能 過這種表述，意思是，該層具有對輪圈的機械強度 作出貢獻的機械強度。 較佳地，第二層由複合材料製成，該複合材料 聚合材料基體中的結構纖維。更較佳地，第二層的 維是芳綸纖維、玻璃纖維或陶瓷纖維。 較佳地，第一層是由複合材料製成，該複合材 徑向方 況下， 下橋連 一個制 例中， 指示物 下橋處 延伸比 連接， 所述橋 物至少 中還包 力。通 顯著地 具有在 結構纖 料具有 10

200914294 在聚合材料基體中

, 的、構纖维、更iA 並且由此還能對輪圈的 較佳是雙向結構纖 一層包括彼此層疊的至小 度作出貢獻；更較佳地 述片具有在0.1 mm和 片複合材科，甚至更較佳 思mm之"間的 層不具有結構能力，並且 旱度。可替換地’ 到所述預定磨損條件. 重用於覆蓋第二層’直 ’由於指示了、力+ 已被完全磨損掉的事實， 久有結構能力的第 使只是最小地損環機械特損：：希望實質避免使 是較佳的。 ^"的輪圈，則該替換 車乂佳地，在相對於第二 至少一個第三層，更較佳地 的類型，且具有與第—層相 寺S示顏色的指示物的情況下 案允許以兩個警告水平的操 疋’設置第一層和具有指示 從而當第—層已經被完全磨 存在預警信號，而在第二層 #隨後消失給出警告信號（需 根據較佳實施例，還能 且較佳地通過X射線或通過 示物的存在。這允許用戶和 磨損指示物的存在。 【實施方式】 維， ，第 地所 第一 到達 —層 用即 方案 包括 不同 基於 決方 行的 小， 視時 二層 例如 損指 上的 層 的 内 側 位 置 處 > 輪 圈 還 所 述 第 三 層 具 有 與 第 二 層 同 的 類 型 〇 該 解 決 方 案 在 特 別 重 要 > 這 是 由 於 該 解 作 的 額 外 方 式 ； 的 確 > 可 顏 色 的 第 -- 層 的 厚 度 的 大 損 掉 且 第 二 層 已 經 變 得 可 也 已 經 被 磨 損 掉 之 後 J 第 要 更 換 輪 圈 )* > 夠 在 輪 圈 還 未 被 磨 損 掉 時 閥 孔 或 輻 條 連 接 孔 檢 測 磨 製 造 商 直 接 檢 查 在 新 輪 圈 200914294 具體參考第1 -4圖，根據本發明由複合材料製成的輪 圈1包括兩個橫向側面5，其通過上橋10和下橋15連接 起來從而形成管狀支撐結構。 每個側面5包括制動滚道20，該制動滾道是指自行車 的制動墊在制動期間能夠作用的區域，在該自行車上安裝 包括輪圈1的車輪。輪圈1是所謂的高輪廓類型，即，在 徑向方向具有顯著的延伸。制動滾道2 0具有比用於設置制 動墊的寬度更大的寬度，以允許可接受的位置範圍。典型 地，能夠考慮制動滚道是側面5的等於大約1 0 -1 2mm的高 度Η的徑向最外部分，但是當然不同的尺寸是可行的。爲 了抵消制動墊在制動軌道2 0上的作用，在該滾道2 0處， 側面5具有比其他區域更大的厚度。 具體而言，在制動滾道20處，輪圈1的側面5包括由 複合材料製成的第一外層25,該複合材料包括結合進聚合 材料基體内的結構纖維。該結構纖維是從由碳纖維、玻璃 纖維、芳綸纖維、陶瓷纖維、硼纖維、聚酯纖維構成的群 組及其組合中選取；黑色的碳纖維是較佳的。 結構纖維在聚合材料中的佈置可以是結構纖維塊或片 的隨機佈置，大體無方向性排列的纖維佈置，大體雙向排 列的纖維佈置，例如根據緯和經或其組合的編織物。 較佳地，聚合材料基體是熱硬化的，但是不排除使用 熱塑性材料的可能性。更較佳地，基體包括環氧樹脂。 較佳地，如在第2圖和第3圖中所示，複合材料是利 用堆積的片30來製作，該片30包括連續雙向纖維35。片 12 200914294 3 0較佳地具有0 · 1和0.3 m m之間的厚度。 第一層25更較佳地具有0.1和0.8mm之間的厚度， 甚至更較佳地在0.3和0.5 m m之間，爲此，較佳地外層2 5 由兩個片30形成。 在第一層25的緊下方，佈置有第二層40，該第二層 構成磨損指示物。較佳地，該層4 0也是由複合材料製成， 但是與第一層25相比，該層40具有可視特徵。通過措辭 “可視”，清楚地表示當第二層4 0不被其他東西例如不被 第一層2 5覆蓋時，特徵是可視的。較佳地，該可視的特徵 是指示顏色，該指示顏色被賦予第二層4 0的至少一部分。 例如，由於芳綸纖維、陶瓷纖維或玻璃纖維4 5與其他纖維 相比，相對容易著色，因此層 4 0的複合材料包括芳綸纖 維、陶瓷纖維或玻璃纖維4 5，和與外層2 5的環氧基體相 同的環氧基體；較佳地是芳綸纖維，例如 Kevlar®。芳綸 纖維對於輪圈的結構強度有貢獻，然而在層之間公共的基 體允許更好的連接。纖維4 5較佳地具有與第一層2 5相同 的纖維3 5的排列，並且在任何情況下，在制動滾道2 0的 區域内較佳是連續的纖維。 爲了第二層40形成磨損指示物，該層的纖維45中的 至少一個（較佳地是它們中的一些，更較佳地是全部）具有 所述的指示顏色。可替換地或另外，對於聚合基體可行地 是利用所述指示顔色著色。 第二磨損指示物層4 0的厚度較佳地是0.2和1 m m之 間，並更較佳地是0 · 4和0.8 m m之間，並且能夠通過堆積 13 200914294 一個或多個複合材料的片3 0得到。 在第1和3圖中示出的實施例中，第二磨損指示物層 40包括多個部分46，該多個部分46延伸用於兩個制動滚 道20的高度的部分，且通過上部47連接在一起，該上部 被結合在橋1 0中。部分4 6在側面5上甚至在制動滾道2 0 的外部在徑向向内方向上延伸。第二磨損指示物層4 0的這 種構造允許在輪圈1的層疊步驟中更穩定地定位，並且因 此減小了層 4 0在層疊期間由於意外移動而不再位於制動 滾道2 0處的危險。應該注意的是，上橋1 0在其側端包括 由纏繞在自身上且被構造形成環形接缝12的片11形成的 兩個加厚區域，該接缝1 2通過第一層2 5包圍在外側上。 第二磨損指示物層40不被佈置在接縫12的填充片11和外 層25之間，設置部分46和47處於該填充片11徑向下方 的點處接合。 上橋10包括孔5 1，以允許與輪圈1相連的輪胎的膨 脹閥（未示出）通過，並且可能地還包括其他的輻條連接孔 用於裝配用於將輪圈1連接到轂的輻條（未示出）。孔5 1 (和 /或可能的輻條連接孔）還越過第二層4 0的連接部4 7，並且 由此能夠可視地檢查在構造期間磨損指示物層 40是否已 被插入。 在第二磨損指示物層4 0下方，即在相對於其的内側的 位置中，還較佳地設有第三内層5 0，該第三内層較佳是由 與第一層25相同的材料構成。如在第2圖中可以更加清楚 地看到，第三層5 0較佳地由至少三個片3 0構成，層的總 14 200914294 體厚度位於0.2和1 m m之間，更較佳地在0.4和0.8 mm之 間。 第三層5 0的纖維3 5在制動滚道2 0處較佳地是連續 的，即沒有間斷。 第二磨損指示物層4 0是環形層，在輪圈1的整體上在 圓周方向延伸，如第4圖中可以看到，第4圖示出了包括 輪圈1的車輪6 0。 上面參考輪圈1說明的本發明還能夠以不同的方式促 動。下文中，參考第5 - 1 2圖，將說明一些不同的實施例。 第5圖示出了車輪160，該車輪160具有與輪圈1相 似的輪圈1 0 1 (即，具有側面1 0 5、制動滾道1 2 0、第一層 125、第二層140和第三層150)，然而，其中，第二磨損 指示物層1 40僅設置在一部分中。 第6圖不出了與輪圈1相似的輪圈201(即>具有侧面 205、制動滾道220、第一層225和第二層240)，然而配備 有第二磨損指示物層240，其中，僅有部分246，該部分延 伸兩個制動滾道220的只有一個的高度Η的部分，並且也 是在徑向内側的方向延伸越過。 第7圖示出了與輪圈1相似的輪圈3 01 (即，具有側面 3 0 5、制動滾道3 2 0、第一層3 2 5和第二層3 4 0 )，然而，其 中，第二磨損指示物層3 4 0包括兩個分離部3 4 6，一個分 離部用於兩個制動滾道2 0中的每個制動滾道，且它們之間 沒有連接部。 第8圖示出了與輪圈1相似的輪圈4 01 (即，具有側面 15 200914294 405、制動滾道420、第一層425和第二層440)，然 備有第二磨損指示物層4 4 0，其中，只有部分4 4 6， 延伸兩個制動滚道4 2 0的只有一個的高度Η的部分 弟9圖不出了與輪圈1相似的輪圈5 01 (即*具 505、制動滚道520、第一層525和第二層540)，然 中第二磨損指示物層540(順次包括通過上部547連 部54 6)被佈置在接縫5 1 2的填充片5 11和第一層 間，從而延伸制動滾道520的整個高度Η。 第1 0圖示出了與輪圈1相似的輪圈6 0 1 (即， 面605、制動滾道620、第一層625和第二層640) 是所謂的低輪廓類型；在這種輪圈6 0 1中，制動滾 大體與整個側面605 —致。輪圈601的結構更加穩 此第二磨損指示物層640被插在第一外層625和第 650之間，該第一外層和該第三内層都是由與輪圈 30相似的只有兩個片630形成。因此，層625和層 者都具有〇 · 2和0.6 m m之間的厚度。 第11圖不出了與輪圈1相似的輪圈701(即， 面705、制動滾道720、第一層725和第二層740) 是用於容納楔形輪胎的類型；與之前示出的輪圈的 於存在著兩個翼 7 7 0，用於保持楔形輪胎，該楔形 爲側面705的延伸部從上橋7 1 0徑向向外突出。在 況下，制動滾道720還包括翼770的部分，且由此 之前所述的輪圈進一步徑向向外移動，特別地，它 分地位於上橋710處。 而，配 該部分 H，。 有側面 而，其 接的橫 525之 具有側 ，然而 道620 固，因 三内層 1的片 650兩 具有側 ，然而 不同在 輪胎作 這種情 相對於 們大部 16 200914294 對於這種類型的輪圈.，磨損的最大危險處於翼 770， 該翼如果製作地過度薄，則在輪胎的壓力作用下能夠屈 服，使其不受限制。因此，對於第二磨損指示物層740較 佳地接合至少一部分A，該部分A用於將翼7 7 0連接到上 橋710。還是在這種情況下，較佳地，設有第三内層750, 包括在第二磨損指示物層7 4 0下方具有連續結構纖維的至 少兩個片730。 儘管示出的用於楔形輪胎的輪圈7 0 1是低輪廓類型， 但是可行的是提供高輪廓類型的形式，該高輪廓類型的形 式與第Π圖中的形式的不同在於，側面705在徑向方向更 高。 第1 2圖示出了與輪圈1相似的輪圈8 0 1 (即，具有側 面805、制動滚道820、第一層825和第二層840)，然而， 其中，第二磨損指示物層840連續地在輪圈的側面805上 和下橋815上延伸。較佳地，第二磨損指示物層840也在 上橋840上延伸。 第13圖示出了與輪圈1相似的輪圈901，該輪圈901 包括側面9 0 5、制動表面9 2 0和下橋9 1 5，然而，其中，當 第一層925被磨損掉時，第二磨損指示物層940的大小設 置爲，能通過自身執行輪圈6 0 1的支承件結構的任務，而 不需要第三内層。在這種情況下，第二磨損指示物層 940 具有0.2和1mm之間，並且甚至更較佳地0.4和0.8mm之 間的厚度，例如由至少三片形成。 在上面說明的所有輪圈中的磨損的指示基於第一外層 17 200914294 的完全磨損：當該第一層被完全磨損掉（在制動滾 少一個處），第二指示層可見。 根據輪圈的結構，第二層的外觀可以是指示 或少的立即替換輪圈的警告（如果整個剩餘層僅 輪圈的結構完整性），或者能夠只是預警的警告， 示應該檢查一下磨損已經逼近替換（如果整個剩食 被減小，但是仍能足夠保持合適的安全餘量）。在 種情況下，有利地設有跟隨的警告信號，假定由 示層被順次磨損掉之後第二指示層消失；這只有 大小的第三内層的情況下是顯然可行的。 對於用於管狀輪胎的輪圈和用於楔形輪胎 者，還可行的是，爲輪胎提供中間輪廓，具有處 和低輪廓類型之間的中間側的徑向延伸。 最終，每種類型能夠具有由單個側部（如第6 2 0 1的部分2 4 6)形成的，或者由兩個分離側部（如 的輪圈3 0 1的部分3 4 6)形成的，或者由通過上部 個側部（如第1-4圖中的輪圈1的部分46和47， 的輪圈501的部分546和547)形成的第二磨損指 在所有的實施例中，其中存在著不同於第二 物層的第一外層和第三内層，該第二磨損指示物 僅由著色樹脂膜構成，該著色樹脂是例如與在其 用的基體相同的類型，因此，較佳環氧樹脂。在 下，由於第二磨損指示物層不具有纖維，因此第 示物層不具有結構能力。 道中的至 需要或多 足夠維持 該預警暗 ί層，儘管 該最後一 於第二指 存在適當 的輪圈兩 於高輪廓 圖的輪圈 第7圖中 連接的兩 或第9圖 示物層。 磨損指示 層還能夠 他層中使 這種情況 二磨損指 18 200914294 在所有的實施例中，作爲用於可移除層的第一外層可 以是不具有結構能力的層，即沒有纖維的層；通過這種方 式，磨損指示物層指示何時損害支撐結構的危險開始，所 述危險通過第三内層和/或第二磨損指示物層給出，該第三 内層和/或第二磨損指示物層設有纖維，因此具有結構能 力。這種方案特別節約成本。 應該注意的是，在示出的層中纖維的交叉佈置（例如編 織）代表較佳的實施例，但是可以採用其他的佈置，例如具 有不同佈置的纖維的層的無方向佈置或交替佈置。 作爲通過第一層的磨損之後出現的可視特徵的指示的 替換，如上所述，本發明還提供了將金屬元件或感應感測 器插入輪圈内的可行性。該實施例具有能夠例如利用X射 線檢查輪圈内的磨損指示物的存在的可能性的優點。 第1 4圖示出了具有下橋1 0 1 5、側面1 0 0 5和制動滚道 1020的輪圈1001，包括三個層：1025、1040和1050，其 中，磨損指示物由結合進複合材料的第二層1 0 4 0中的金屬 纖維1045構成。爲了促進與複合材料形成一體並避免在製 造步驟期間移動，金屬纖維1 0 4 5可以在表面上進行處理。 通過使用輪圈1 0 (Π，能夠通過感測器産生電信號或磁 信號，該感測器例如佈置在安裝有輪圈1 0 0 1的自行車的叉 上或制動器上。佈置在金屬纖維1 0 4 5和感測器之間的材料 量影響測量的電強度，基於此電強度，由此能夠計算出輪 圈1 0 0 1的剩餘厚度，且基於此在例如安裝在自行車把手上 的控制裝置上顯示消息。 19 200914294 第15圖示出了具有側面1105和制動滾道1120的輪圈 1101，包括三層：1125、1140和1150，其中，磨損指示物 是感應感測器1 1 4 9，應用在輪圈1 1 0 1的管狀腔的内部； 當厚度減小到特定臨界值下或達到零時，能夠即時地獲取 輪圈1101的厚度並產生警告信號。感應感測器1149可以 例如通過無線電與控制裝置通信。 當然其他實施例是可行的。具體而言，本領域的普通 技術人員可以毫不費力地將上面說明的實施例的單獨特徵 組合。 【圖式簡單說明】 參考附圖，從下面本發明的一些較佳實施例的詳細說 明中，本發明的其他特徵和優點將變得清楚。附圖中： 第1圖是根據本發明的第一實施例的輪圈的剖面圖； 第2圖是第1圖的輪圈的部分的放大剖面圖； 第3圖是帶有第1圖的輪圈的部分的部分移除的部件 的透視圖； 第4圖是具有第1圖的輪圈的自行車車輪的側視圖； 第5圖是具有根據本發明的另一實施例的輪圈的自行 車車輪的側視圖； 第5 a-1 2圖是根據本發明的其他實施例的輪圈的剖面 圖； 第1 3 -1 5圖是具有根據本發明的其他實施例的輪圈的 部分的部分去除的部件的透視圖。 20 200914294 【主要元件符號說明】 1 輪圈 5 側面 10 上橋 11 片 12 接縫 15 下橋 20 制動滚道 25 第一層 30 片 35 連續雙向纖維 40 第二層 45 纖維 46 部分 47 上部 50 第三層 5 1 孔 60 車輪 101 輪圈 105 側面 120 制動滾道 125 第一層 140 第二層 150 第三層 160 車輪 201 輪圈 205 側面 220 制動滚道 225 第一層 240 第二層 246 部分 301 輪圈 305 側面 320 制動滾道 325 第一層 340 第二層 346 部分 401 輪圈 420 制動滚道 446 部分 501 輪圈 505 側面 5 11 填充片 5 12 接缝 520 制動滾道 21 200914294 525 第一層 540 第二層 546 部分 547 上部 601 輪圈 605 側面 620 制動滚道 625 第一層 630 片 640 第二層 650 第三層 701 輪圈 705 側面 7 10 上橋 720 制動滚道 7 30 片 740 第二層 750 第三層 770 翼 801 輪圈 805 側面 8 10 上橋 815 下橋 840 第二層 901 輪圈 905 側面 915 下橋 920 制動表面 925 第一層 940 第二磨損指示物層 1 001 輪圈 1005 側面 1015 下橋 1020 制動滾道 1025 第一層 1040 第二層 1045 金屬纖維 1050 第三層 1101 輪圈 1105 側面 1125 第一層 1140 第二層 1149 感應感測器 1150 第三層 22

Claims (1)

1. 200914294 十、申請專利範圍： 1. 一種由複合材料製成的用於自行車車輪的輪圈’包括兩 個相對側面（5; 105; 205; 305 ； 405; 505 ； 605 ； 705 ； 805; 905; 1005; 1105)，在該兩個相對侧面上形成有 兩個相應的制動滾道（20; 120; 220; 320; 420; 520; 620 ； 720 ； 820 ； 920 ； 1020 ； 1120)，所述兩個制動滾 道由於制動而遭受磨損，其特徵在於該輪圈在所述制動 滚道中的至少一個制動滾道處包括至少一個第一外層 (25 ； 125 ； 225 ； 325； 425； 525； 625； 725 ； 825 ； 925 ； 1025; 1125)和一磨損指示物（40; 140; 240; 340; 440; 540 ； 640 ； 740 ； 840 ； 940 ； 1040 ； 1140)，該磨損指示 物適於指示何時該輪圈已經在該制動滚道（20 ; 1 20 ; 220； 320； 420； 520； 620； 720； 820； 920； 1020 ； 1120) 處達到預定磨損水平，該磨損指示物在該輪圈中佈置在 相對於該第一層（25 ; 125 ; 225 ; 325 ; 425 ; 525 ; 625 ; 725; 825; 925; 1025; 1125)的内側位置中。 2. 如申請專利範圍第1項所述的輪圈’其中所述磨損指示 物包括一第二層（4 0; 140; 240; 340; 440; 540; 640; 74 0; 840; 94 0)，該第二層與所述第一層（25; 125;225; 325 ； 425 ； 525 ； 625 ； 725 ； 825 ； 925)相比具有一可視 特徵。 23 200914294 3 .如申請專利範圍第2項所述的輪圈，其中所述可視特徵 是一指示顏色，該指示顏色與所述第一層（25; 125; 225 ； 325 ； 425 ； 5 2 5 ； 625 ； 725 ； 825 ； 925)的顏色不 同。 4. 如申請專利範圍第3項所述的輪圈，其中所述第二層 (40 ； 140 ； 240 ； 340 ； 440 ； 540 ； 640 ； 740 ； 840 ； 940) 由複合材料製成，該複合材料具有在聚合材料基體中的 結構纖維（4 5 )，並且其中所述結構纖維（4 5 )中的至少一 個結構纖維具有所述指示顏色。 5. 如申請專利範圍第4項所述的輪圈，其中多個所述纖維 (45)具有所述指示顔色。 6. 如申請專利範圍第5項所述的輪圈，其中全部所述纖維 (45)具有所述指示顏色。 7. 如申請專利範圍第4項所述的輪圈，其中具有所述指示 顏色的所述至少一個纖維沒有間斷地包在所述制動滾 道（520 ; 720)的整個徑向延伸部周圍。 8. 如申請專利範圍第4項所述的輪圈，其中具有所述指示 顔色的所述至少一個纖維（4 5)是芳綸纖維、陶瓷纖維或 24 200914294 玻璃纖維。 9.如申請專利範圍第8項所述的輪圈，其中所述至少一個 著色織維（45)是芳綸纖維，並且所述第一層（25; 125; 225; 325:425; 525 ； 625 ； 725 ； 825 ； 925)由複合材 料製成，該複合材料包括在聚合材料基體中的碳纖維。 1〇·如申請專利範圍第9項所述的輪圈，其中所述第二層 (40 ; 140； 240； 340； 440； 540； 640； 740 ； 840 ； 940) 的所有纖維是著色織維。 11. 如申請專利範圍第3項所述的輪圈，其中所述第二層 (40 ; 140 ; 240 ; 340 ; 440 ; 540 ; 640 ; 740 ; 840 ; 940) 由複合材料製成’該複合材料具有在聚合材料基體中的 結構纖維，並且其中所述聚合材料基體具有所述指示顔 色。 12. 如申請專利範圍第2項所述的輪圈，其中所述可視特 徵通過一閥孔（5 1)或一轄條連接孔可視。 13. 如申請專利範圍第2-12項中的任一項所述的輪圈，其 中所述預定磨損水平對應於在所述制動滚道（2〇 ;丨2〇 ; 220； 320； 420； 520； 620； 720； 820； 920； 1 020； 1120) 25 625 ； 200914294 處所述第一層（25; 125; 225; 325; 425; 525; 725 ； 825 ； 925 ； 1 025 ； 1125)的完全磨損。 14.如申請專利範圍第2-12項中的任一項所述的輪 中所述預定磨損水平對應於在所述制動滚道（20 220； 320； 420； 520； 620； 720； 820； 920； 1 020 處所述第二層（40; 140; 240; 340; 440; 540; 740 ； 840 ； 940 ； 1 040 ； 1140)的完全磨損。 1 5.如申請專利範圍第1 3項所述的輪圈，其中所述 具有在0.1mm和0.8mm之間的厚度。 16. 如申請專利範圍第15項所述的輪圈，其中所述 (25 ； 125 ； 225 ； 325 ； 425 ； 525 ； 625 ； 725 ； 825 1025 ； 1125)具有在0.3mm和0.5mm之間的厚度 17. 如申請專利範圍第15項所述的輪圈，其中所述 (40 ； 140 ； 240 ； 340 ； 440 ； 540 ； 640 ； 740 ； 840 1040; 1140)具有在0.2mm和1mm之間的厚度。 18. 如申請專利範圍第17項所述的輪圈，其中所述 (40 ； 140 ； 240 ； 340 ； 440 ； 540 ； 640 ； 740 ； 840 1040; 1140)具有在〇.4mm和0.8mm之間的厚度 圈，其 ；120 ； ；1120) 640 ； 第一層 第一層 ；925 ； 〇 第二層 ；940 ； 第二層 ；940 ； 26 200914294 19.如申請專利範圍第1項所述的輪圈，其中所述磨損指 示物包括一金屬元件（ 1 045)。 2 0.如申請專利範圍第1項所述的輪圈，其中所述磨損指 示物包括一感應感測器（1149)。 21.如申請專利範圍第19或20項所述的輪圈，其中所述 磨損指示物在相對於所述第一層（1 02 5 ; 1 1 2 5)的内側位 置中被結合進所述複合材料中。 2 2.如申請專利範圍第1項所述的輪圈，其中所述磨損指 示物（40; 140 ； 240 ； 340 ； 440 ； 540 ； 640 ； 740 ； 840 ； 940; 1040; 1140)在所述輪圈（60; 160)的至少一部分 上在圓周方向上延伸。 23 .如申請專利範圍第22項所述的輪圈，其中所述磨損指 示物（40; 140 ； 240 ； 340 ； 440 ； 540 ； 640 ； 740 ； 840 ； 940; 1 040; 1140)在全部所述輪圈（60; 160)上在圓周 方向上延伸。 2 4.如申請專利範圍第1項所述的輪圈，其中只在所述制 動滾道（220 ; 420 ; 620 ; 720)中的一個制動滾道處設置 27 200914294 一磨損指示物（240 ; 440 ; 640 ; 740) ° 2 5 ·如申請專利範圍第1項所述的輪圈’其中在所述制動 滾道（20; 120; 320; 520; 820; 920; 1020; 1120)中 的每個制動滾道處設置一相應的磨損指示物（4 0 ;丨4 0 ; 340 ； 540 ； 840 ； 940 ； 1040; 1140)° 2 6.如申請專利範圍第1項所述的輪圈’其中所述磨損指 示物（40; 140; 240; 340; 540; 640; 740; 840; 940; 1040; 1140)甚至在所述制動滚道（20; 120; 220; 320; 520 ； 620 ； 720 ； 820 ； 920 ； 1020; 1120)的外部在徑向 方向上延伸。 2 7.如申請專利範圍第1項所述的輪圈，其中所述制動滾 道（20; 520 ； 820; 920 ； 1020)通過一上橋（1〇 ; 510; 810; 910; 1010)並通過一下橋（15; 515; 815; 915; 1015)連接，並且其中所述磨損指示物（40; 540; 840; 940; 1040)在所述制動滾道（20; 520; 820; 920; 1020) 中的至少一個制動滾道處和在所述上橋（1〇; 510; 810; 910; 1010)處延伸。 2 8.如申請專利範圍第1項所述的輪圈，其中所述制動滾 道（820)通過一上橋（810)並通過一下橋（815)連接，並且 28 200914294 其中所述磨損指示物（8 4 〇)在所述制動滚道（8 2 〇)中的 至少一個制動滾道處和在所述下橋（8 1 5)處延伸。 2 9 ·如申請專利範圍第i項所述的輪圈，其中所述磨損指 示物（40; 140; 240; 340; 440; 640; 1140)在徑向方 向上延伸比所述制動滾道（2 〇 ; 1 2 0 : 2 2 0 ; 3 2 0 ; 4 2 0 : 62〇’ 1120)的高度低的高度。 3 0.如申請專利範圍第1項所述的輪圈，其中所述制動滾 道（720)通過至少一個橋（71〇)連接並包括多個翼 (770)，該些翼在所述橋（71〇)的外部徑向突起，從而與 所述橋（7 1 0) —起形成用於保持輪胎的空間，其中所述 磨損指示物（7 4 0)至少部分地在至少一個翼（7 7 0)上延 伸0 3 1.如申請專利範圍第1項所述的輪圈，其中所述輪圈在 相對於所述第一層（25; 125; 225; 325; 425; 525; 625 ; 725 ; 825 ; 925 ; 1 025 ; 1 125)的内側位置中還包括至少 一個第二層（40; 140; 240; 340; 440; 540; 640; 7 40 ; 840 ； 940 ； 1040 ； 1140)。 32.如申請專利範圍第31項所述的輪圈，其中所述第二層 (40; 140； 240； 340； 440； 540； 640； 740； 840； 940 ； 29 200914294 1 040 ; 1 140)具有結構能力。 33.如申請專利範圍第32項所述的輪圈，其中所述第二層 (40 ； 140 ； 240 ； 340 ； 440 ； 540 ； 640 ； 740 ； 840 ； 94〇 ； 1 0 4 0 ; 1 1 4 0)由複合材料製成，該複合材料具有在聚合 材料基體中的結構纖維（45)。 3 4.如申請專利範圍第3 3項所述的輪圈，其中所述結構纖 維（45)是芳綸纖維、玻璃纖維或陶瓷纖維。 3 5.如申請專利範圍第1項所述的輪圈，其中所述第一層 (25 ； 125 ； 225 ； 3 25 ； 425 ； 525 ； 625 ； 725 ； 825 ； 925 ； 1025; 1125)由複合材料製成，該複合材料具有在聚合 材料基體中的結構纖維。 3 6.如申請專利範圍第3 5項所述的輪圈’其中所述第一層 (25； 125； 225； 325； 425； 525； 625； 725； 825； 925 ； 1 0 2 5 ; 1 1 2 5 )包括彼此層疊的至少兩片複合材料。 37.如申請專利範圍第36項所述的輪圈’其中所述片具有 在0 · 1 m m和0.3 m m之間的厚度。 3 8.如申請專利範圍第3 5項所述的輪圈’其中所述複合材 30 200914294 料包括雙向結構纖維。 3 9.如申請專利範圍第1項所述的輪圈，其中所述第一層 不具有結構能力。 4 0 ·如申請專利範圍第3 1項所述的輪圈，在相對於所述第 二層的内側位置中包括一第三層（5 0 ; 1 5 0 ; 2 5 0 ; 3 5 0 ; 450 ； 550 ； 650 ； 750 ； 850 ； 950 ； 1050 ； 1150)。 4 1 ·如申請專利範圍第4 0項所述的輪圈，其中所述第三層 (50 ； 150 ； 250 ； 3 5 0 ； 45 0 ； 5 5 0 ； 65 0 ； 75 0 ； 8 5 0 ； 9 5 0 ； 1050; 1150)具有與所述第二層（40; 140; 240; 340; 440 ； 540 ； 640 ； 740 ； 840 ； 940 ； 1 040 ; 1140)不同的 類型。

   4 2.如申請專利範圍第40項所述的輪圈，其中所述第三層 (50; 150； 250 ； 3 50 ； 450 ； 5 50 ； 650 ； 750 ； 85 0 ； 950 ； 1050; 1150)具有與所述第一層（25; 125; 225; 325; 425 ； 525 ； 625 ； 725 ； 825 ； 925 ； 1025； 1125)相同的 類型。 4 3.如申請專利範圍第1項所述的輪圈，其中還能夠在所 述輪圈還沒有磨損時檢測所述磨損指示物（4 0 ; 1 4 0 ; 31 200914294 240; 340; 440; 540; 640; 740; 840; 940’ 1040，1140) 的存在。 44_如申請專利範圍第43項所述的輪圈’其中能夠通過X 射線檢測所述磨損指示物（1 040 ·，11 40)的存在。 4 5 ·如申請專利範圍第4 1項所述的輪圈’其中能夠通過一 閥孔（5 1)或一輻條連接孔檢測所述磨損指示物（4 0 ; 140; 240; 340; 440; 540; 640; 740; 840; 940)的存 在。 46. —種自行車車輪，包括如前述申請專利範圍中的任一 項所述的輪圈（1; 101; 201; 301; 401; 501; 601; 701 ; 801 ； 901 ； 1001 ； 1101)。 32