專利名稱：用于自行車的輻條輪的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于自行車的輻條輪，該類型的車輪包括一個輪轂、一個輪輞和多個將輪轂連接到輪輞的輻條，其中，所述輻條包括第一組輻條和第二組輻條，前者布置在車輪的一側，由與輪轂的第一部分相連的輻條組成，后者布置在車輪的另一側，由與輪轂的第二部分相連的輻條組成。第二部分與第一部分相隔一段軸向距離。
背景技術：
調查和研究最近幾年逐漸發展，這些研究旨在確認用于自行車的輻條輪的新結構，它既能夠導致車輪具有更好的性能，還能創造出獨創革新的藝術效果。
在嚴格的技術層面上，特別是在用于公路賽自行車的輻條輪的領域里，研究旨在確認最佳的解決方式，這些解決方式不僅從減重的觀點出發，愈加強調該部分的重量，而且從車輪靜態和動態穩定性的觀點出發，還從結構強度的觀點出發，特別是在減少車輪輻條損壞的危險的情況下。
在以上類型的車輪中，輻條應當對實現所有上述目的作出了相當大的貢獻。事實上，在使用自行車的任何條件下，輻條對保持車輪的靜態和動態穩定性作出了很大程度的貢獻。此外在后輪中，輻條這一部件應付責任的重要功用是將驅動力矩從后輪輪轂傳遞至車輪輪輞上。一個或者更多的鏈輪齒被安裝在后輪輪轂上，這些鏈輪齒通過自行車的驅動鏈有選擇性的嚙合。為了使通過騎腳踏車的人施加在踏板上的能量不消失，該力矩傳遞必須以可能的最大效率發生，因而具有可能的最小變形。最后，這種結果必須以具有可能的最小重量而獲得，但是不會引入車輪輻條損壞的危險。從這個立場上來看，一個特別關鍵的因素是張力，這時輻條已經受車輪的裝配力矩的支配。該張力的一個目的是保證輪輞一直保持“居中”，例如，它不會從垂直于輪轂軸線的車輪中心面上移動開，并與輪轂本身的末端等距。由于這些目的，典型輻條輪的輻條包括第一組輻條和第二組輻條。前者布置在車輪的一側，與輪轂的第一部分相連，后者布置在車輪的另一側，與輪轂的第二部分相連，第二部分與第一部分相隔一段軸向距離。結果，車輪兩邊的輻條具有一個關于車輪中心面的傾角或者外傾角，使輻條應力在與車輪軸線平行的方向上產生分力，從而用于在任意的操縱條件下使輪輞保持處于該平面的中心狀態中。當然，在車輪中這個問題變得較關鍵，這兒車輪兩側的輻條呈現不同的外傾角。這是后輪的典型的情況，輪轂在一端具有鏈輪盤，因此布置在具有鏈輪盤的車輪一側的輻條的傾角比在另一側的輻條的傾角小得多。顯然，為了保證輪輞的中心位置，該具有較小外傾角的輻條應當比另一側的輻條具有更大的張力，該較高的張力會引起個別輻條本身更大的損壞危險。僅僅對于后輪來說，車輪兩側上的輻條具有不同外傾角這一問題不再存在。一般而言，該問題在任意車輪上均存在，無論后輪還是前輪，例如，車輪的輪轂在某種程度上被盤式制動器的制動盤占用。
發明內容
本發明的目的是實現一種在本說明書的開始指出的類型的車輪，它能夠以最佳的方式克服在上面討論過的所有技術問題。
本發明另外一個目的是實現上述類型的車輪，它將會產生創新和獨創的美學效果，從而使車輪本身具有明顯的外觀。
為了實現這些和其他目的，本發明的主題是一種具有在附屬權利要求1中詳細說明的特性的輻條輪。本發明的輻條輪進一步有利的特性在并入于此的附屬的權利要求中有詳細說明。
申請人根據以上詳細說明的特征完成的車輪試驗表明，從各種觀點來說，該車輪都提供了最佳的技術性能。同時，從附圖中將會清楚的呈現，本發明使車輪具有一個創新和獨創的美學外觀，和至今為止已經實現的輻條輪的全貌相比，它是完全明顯的，不會與已有的其它輻條輪混淆。
本發明此外的特征和優勢從以下的關于附屬制圖的描述中將呈現出來，這些制圖作為非限制性的例子被完全提供，其中圖1說明一個依照現有技術的用于自行車的輻條輪，從車輪軸的方向觀察；圖2說明依照本發明的車輪的第一個實施例，從車輪軸的方向觀察；圖3是在圖2中說明的車輪的詳細的放大的透視圖；圖4說明依照本發明的車輪的第二個實施例，從車輪軸的方向觀察；圖5是在圖4中說明的車輪的詳細的放大的透視圖；圖6是一個理論視圖，用于說明本發明關于現有技術的一些優點；圖7是依照本發明的車輪的進一步變體的局部透視圖；圖8舉例說明了依照本發明的車輪的進一步變體。
具體實施例方式
參照圖1，在那兒舉例說明的是一個傳統的自行車車輪，總體上由附圖標號1指明，它包括一個輪轂2，一個輪輞3，多個輻條A和輻條B。在輪輞3上一定安裝有輪胎4，輻條A屬于第一組輻條，用于使輪轂2的一側2a與輪輞3相連，輻條B屬于第二組輻條，用于使輪轂2的另一側2b與輪輞3相連。第一組輻條A與第二組輻條B交替布置。在所述傳統車輪中，輻條沿著輪輞均勻分布，屬于兩組不同輻條的兩相鄰輻條之間的距離或者間距由P指明。很明顯，間距P取決于組成車輪的輻條的總數，由C/N給出，其中C是輪輞的內周長，N是車輪輻條的總數。
此外，圖2至圖7說明依照本發明的車輪的一些實施例，由于其他的不同的實施例是可能存在的，所有實施例都包含在本發明的范圍內。
在所述附圖中，那些共有的零件或者與在圖1中說明的零件一致的那些零件由相同的附圖標號來指明。
而且，應該注意到，本描述將不會探究輪轂2和輪輞3的結構和構造細節，因為這些部件可以通過任何已知的方法獲得，該部件本身的結構不在本發明的范圍內。同樣的，沒有詳細說明的是每個輻條的一端與輪轂2相連以及另一端與輪輞3相連的方法。可以利用適合這個目的的任意一種已經存在的技術。另一方面，從附圖中去掉該構造細節將會使其更容易也更快得到理解。
圖2和圖3涉及將本發明用于后車輪的一種應用，鏈輪盤5與輪轂2結合在一起，該鏈輪盤由多個鏈輪齒組成，被設計成能夠以一種已知的方式有選擇地與自行車的驅動鏈相嚙合。
根據本發明，車輪的輪轂與輪輞相連的輻條分為第一組，第二組輻條，布置在車輪的兩側。第一組輻條由A指明，與輪轂2的一端2a相連，這一端接近鏈輪盤5，同時第二組輻條由B指明，與輪轂2的另一端2b相連，這一端與2a端存在一段軸向距離。
在依照本發明的車輪的所有實施例中，至少第一組輻條A聚集在一起形成多個輻條對C，在舉例說明的例子中，這些輻條對彼此之間等距布置。圖2顯示了輻條A的5個輻條對C，但是該輻條對C的數量可能變化很大，例如它處在最少4個輻條對，最多14個輻條對之間。
按照“輻條對C”的意思，與圖1中的傳統車輪相反，在屬于同一組的兩個輻條之間，在兩個輻條A之間的特例下，不會插入屬于另一組輻條B的輻條。另外，更優選的是，每個輻條對C的輻條互相靠近在一起，例如每一個輻條對C的兩個輻條A的外端之間或者輪輞3上的連接點之間的距離L小于具有相同的輻條總數的傳統車輪的間距P，其中P由C/N給定，C是輪輞的內周長，N是車輪輻條的總數。在優選的解決方式中，輻條對C的兩個輻條A之間的距離L等于或者小于所述間距P的60％。在另一個優選解決方式中，距離L等于或者小于所述間距P的40％，以及在一個特別優選的解決方式中，所述距離等于或者小于所述間距P的25％。
在圖8中說明的另一個解決方式中，對于有充分大的寬度的輪輞，通過減少輻條對C的兩個輻條A之間的距離L直到基本上等于零，輻條對C的兩個輻條A可能與輪輞基本在相同的軸上連接。最后，如圖7中說明的那樣，每一個輻條對C的兩個輻條A可能相聚于輪輞上同一點，通過一個共用部件D提供連接方式從而使兩個輻條A同時張緊成為可能。
由于兩個輻條A的結合，輻條A的每一個輻條對C在結構上變得與大交叉部分的單根輻條相等，然而不增加任何重量。由于兩輻條的緊密的結合，技術效果得到進一步的改進。
特別的，輻條對C的兩個輻條之間的距離L被選擇為產生張緊力和壓縮力(意味著減少初始裝配張緊力)，(當騎自行車的人對踏板施加力時)該力從后輪的輪轂分別同時傳遞至每一個輻條對C的兩個輻條上，在輻條與輪輞相連的部分將會產生局部的力矩，它比由于傳統的輻條產生的力矩小得多，也就是說它幾乎是可以忽略的，結果輪輞本身的壓力較小。
在舉例說明的例子中，每一個輻條對C的兩個輻條A開始于輪轂上徑向相對的兩點，按照輪轂軸的兩個切向方向，向著輪輞彼此匯聚，直到在它們的外端達到間隔一個距離，此距離比輪轂的直徑小，比相鄰輻條對C之間的距離小得多。
再一次在圖2和圖3中舉例說明的優選的實施例的情況下，第二組輻條B包括單根徑向輻條，該單根輻條與輻條A的輻條對C交替布置。在該優選例中，輻條B也分別等距布置，它們中的每一個均位于在兩相鄰的輻條對C之間等距的位置上。
前述的布置特別適合于后輪。在該優選例中，輻條A的輻條對C的數量等于輻條B的數量，因此后輪在輻條A的一側具有很多輻條，例如，在車輪上布置鏈輪盤的一側具有的輻條是其反面具有輻條B的數目的兩倍。
從車輪結構強度的觀點來看特別對是防止輻條損壞來看，因為在下面關于圖6中舉例說明的原因，該布置會產生重要的優勢。該附圖是一個理論視圖，和在一個包括車輪軸的平面中的視圖一致，它還舉例說明了自行車車架的叉子，車輪裝在叉子上。圖6是一個理論視圖，因為它顯示了在車輪的左手側的一個輻條B和在車輪的右手側的一對輻條A(僅僅可以看見一個)，好像該輻條在公共平面中，然而，事實上，如所描述的那樣，它們位于不同的平面中。
對于后輪，它在圖6中較明顯，位于輪轂2一端的鏈輪盤的存在意味著，布置在車輪該側面的輻條A將有一個關于車輪的中平面M的傾角α，它比布置在另一側的輻條B的傾角β小得多。中平面M定義為垂直于輪轂X軸的平面，與輪轂的兩端等距。
眾所周知，輻條輪的每一個輻條被安裝并且被施加一個給定的張緊力。在圖6中，TA和TB代表張緊力的分力，在附圖的平面中，施加在布置于車輪相對兩側上的兩組輻條上。兩個力TA，TB的分力，方向平行于車輪的軸X，在圖6中由TA0和TB0指明。
在傳統車輪中，在車輪兩側具有相同的輻條，為了使TA0和TB0彼此平衡，從而使輪輞3保持在平面M中，由于它的較小的傾角，張緊力TA比張緊力TB高許多是必要的。為了更精確，張緊力TA與張緊力TB的比值(當然一直考慮的是圖6平面中的張緊力)應當與傾角α和β的正弦的比值基本上相等或成反比。在傳統車輪中，該條件應用在屬于車輪兩個不同側面的每一對輻條上，在總體上也應用在關于布置在車輪一側和另一側的輻條的總張緊力。在傳統車輪里，可以得到，在鏈輪齒一側的輻條的張緊力非常高，從而具有很高的損壞危險。
在上面已經提到的觀點中，比較明顯的結果是依照本發明的輻條布置會產生重要的優勢。首先，因為輻條A的數量是輻條B的數量的兩倍，每一個輻條A的張緊力TA比在傳統車輪情況下必要的張緊力小得多。特別的，在本發明的情況下，對于每一個輻條B存在兩個輻條A，因此對每一個張緊力TB有一個張緊力TA相對應，后者是兩個張緊力的和TA1+TA2，它是每一個輻條對的兩個輻條A在總體上施加在輪輞3上的力。TA1和TA2一般彼此相等，但是也可能不同。
而且，注意到以下事實是很重要的，在一個典型的后輪中，β的正弦和α的正弦的比值大概是2∶1，這意味著在輪輞的平衡狀態中，每一個輻條A能夠被其基本上接近輻條B的張緊力張緊。換句話說，由于本發明，當考慮在包括車輪軸的徑向平面中的輻條的張緊力的分力時，所有輻條恰好具有彼此接近，甚至相等的張緊力。
當然，在根據本發明的車輪中，輻條張緊力在車輪軸的方向上的平衡條件在總體上適用于關于車輪兩側的輻條的張緊力的總和。
圖2和圖3的實施例的一個更重要的優勢是，就輻條的更高強度和抵抗力而言的所有優勢，將獲得輻條在鏈輪齒一側具有更低的張緊力以及輻條本身更低的損壞危險，而沒有增加重量，以及最重要的是，從圓形輪輞本身的幾何穩定性的觀點來講，輻條固定在輪輞上的點相對的均勻的分布為這些優勢提供了最佳的保證。
在兩個外傾角之間具有不同數量的輻條的車輪的情況下，除了提供在上面討論的顯著優勢外，本發明對于關于兩種外傾角具有相同數量的輻條的車輪來說也有顯著的優勢，(典型的前輪，即使它沒有完全排斥一種情況，就是在后輪上對于兩種外傾角也可以提供相同數量的輻條)。
該車輪的實施例的一個例子在圖4和圖5中舉例說明。
在圖4和圖5的實施例的情況下，第二組輻條B也聚集在一起形成輻條對，彼此之間分別等距布置，有角度的交替分布在輻條A的輻條對之間。由于該布置方式，車輪兩邊的輻條數量相等。
從前述的描述和附屬的附圖中可以得到明顯的結果，在本發明講授的基礎上，可以想象的輻條的所有可能的構造提供給車輪，不管是前輪還是后輪，這時在車輪軸的方向可以看到一個革新的，獨創的以及完全明顯的美學外觀。該優勢被加在以上已經描述的眾多優勢中，后者與根據本發明的車輪的技術特征有關。
不違背本發明的原理，關于在這里舉例說明和描述的那樣，構造的細節和實施例可以有很大范圍地變化，而不偏離本發明的范圍，該范圍如附屬的權利要求所定義的那樣。
例如，在車輪兩側成對布置輻條A和輻條B是可能的，車輪兩側的輻條對具有相同的角位置，因此在連接輻條的輪輞的每一個區域里，分別屬于車輪兩側的兩個輻條對相互會聚。在車輪的一側或者兩側，也可以提供輻條對，它與位于車輪同一側的單根輻條交替布置。
權利要求
1.一種用于自行車的輻條輪，其包括一個輪輞(3)、一個輪轂(2)和多個輻條，該輪轂(2)具有一個第一固定部分(2a)和一個第二固定部分(2b)，用于固定輻條，該輻條使輪轂(2)和輪輞(3)相連，其中，第一組輻條(A)與第一固定部分(2a)相連，第二組輻條(B)與第二固定部分(2b)相連；所述車輪的特征在于，兩組輻條(A，B)中的至少一組中存在至少兩個輻條(A)聚集在一起形成輻條對(C)，該輻條對(C)中沒有另一組的輻條插入。
2.根據權利要求1的輻條輪，其特征在于，輻條(A)的輻條對(C)在輪輞(3)上的連接點彼此接近。
3.根據權利要求2的輻條輪，其特征在于，輻條(A)的輻條對(C)在輪輞(3)上的連接點存在一段距離(L)，該距離(L)等于或者小于具有相同總數輻條的傳統車輪的間距(P)的60％。
4.根據權利要求2的輻條輪，其特征在于，輻條(A)的輻條對(C)在輪輞(3)上的連接點存在一段距離(L)，該距離(L)等于或者小于具有相同總數輻條的傳統車輪的間距(P)的40％。
5.根據權利要求2的輻條輪，其特征在于，輻條(A)的輻條對(C)在輪輞(3)上的連接點存在一段距離(L)，該距離(L)等于或者小于具有相同總數輻條的傳統車輪的間距(P)的25％。
6.根據權利要求2的輻條輪，其特征在于，輻條(A)的輻條對(C)在輪輞(3)上的連接點存在一段接近于零的距離(L)。
7.根據權利要求6的輻條輪，其特征在于，輻條(A)的輻條對(C)在輪輞(3)上的連接點與到輪輞(3)的單個連接點一致。
8.根據權利要求1和2的輻條輪，其特征在于，屬于所述組輻條(A)的所有輻條聚集在一起形成輻條對(C)，所述輻條對(C)之間以角距離間隔設置。
9.根據前述權利要求中的一個的輻條輪，其特征在于，第二組輻條(B)中至少兩個輻條聚集在一起形成輻條對(C)。
10.根據權利要求9的輻條輪，其特征在于，輻條(B)的輻條對(C)在輪輞(3)上的連接點彼此接近。
11.根據權利要求9和10的輻條輪，其特征在于，屬于所述第二組輻條(B)的所有輻條聚集在一起形成輻條對(C)，所述輻條對(C)之間以角距離間隔設置。
12.根據權利要求11的輻條輪，其特征在于，第二組輻條(B)的輻條對(C)與第一組輻條(A)的輻條對(C)以角距離交替布置。
13.根據權利要求11的輻條輪，其特征在于，第二組輻條(B)的輻條對(C)布置在與第一組輻條(A)的輻條對(C)的位置基本上一致的角位置上。
14.根據權利要求1或者9的輻條輪，其特征在于，輻條(A，B)的每一個輻條對(C)由兩個輻條組成，所述兩個輻條按照關于車輪軸的兩個切向方向布置。
15.根據權利要求14的輻條輪，其特征在于，兩個前述的切向方向向外會聚。
16.根據權利要求1或9的輻條輪，其特征在于，輻條(A)的輻條對(C)在輪輞(3)的連接點存在一段距離(L)，該距離(L)小于車輪輪轂(2)的最大直徑。
17.根據權利要求1的輻條輪，其特征在于，第一組輻條(A)的數量大于第二組輻條(B)的數量。
18.根據權利要求17的輻條輪，其特征在于，第一組輻條(A)的數量是第二組輻條(B)的數量的兩倍。
19.根據權利要求18的輻條輪，其特征在于，第二組輻條(B)是單根輻條。
20.根據權利要求19的輻條輪，其特征在于，第二組單根輻條(B)有角度地插在第一組輻條(A)的輻條對(C)之間。
21.根據權利要求19的輻條輪，其特征在于，如果從車輪軸的方向上看，第二組輻條(B)是徑向布置的輻條。
22.根據前述權利要求的任意一個的輻條輪，其特征在于，第一組輻條(A)的張緊力與第二組輻條(B)的張緊力沿車輪軸的方向總體上彼此基本平衡。
23.根據權利要求1的輻條輪，其特征在于，第一組輻條(A)關于車輪的中平面(M)存在一個傾角(α)，該傾角(α)小于第二組輻條(B)關于所述中平面(M)的傾角(β)。
24.根據權利要求23的輻條輪，其特征在于，在包括車輪軸的各自徑向平面中的第一組輻條(A)的張緊力的總和，和在包括車輪軸的各自徑向平面中的第二組輻條(B)的張緊力的總和，彼此之間存在一個比率，該比率等于各自傾斜角(α，β)的正弦值之間的比率的反比值(sinβ/sinα)。
25.根據前述權利要求中任意一個的輻條輪，其特征在于，第一組輻條(A)的輻條對(C)等距間隔布置。
26.根據權利要求25的輻條輪，其特征在于，第二組輻條(B)的輻條對(C)等距間隔布置。
27.根據權利要求26的輻條輪，其特征在于，第二組輻條(B)的每一個輻條對(C)在第一組輻條(A)的兩個相鄰輻條對(C)之間等距布置。
28.根據權利要求25的輻條輪，其特征在于，第二組單根輻條(B)等距間隔布置。
29.根據權利要求28的輻條輪，其特征在于，第二組的每一個輻條(B)在第一組輻條(A)的兩個相鄰輻條對(C)之間等距布置。
30.根據權利要求29的輻條輪，其特征在于，它是一個后輪。
31.根據權利要求8的輻條輪，其特征在于，具有兩倍輻條數量的車輪的一側與帶有鏈輪盤(5)的輪轂的一側相對應。
32.根據權利要求12的輻條輪，其特征在于，第一組輻條和第二組輻條包括相同數量的輻條對。
33.根據權利要求12的輻條輪，其特征在于，它是一個前輪。
34.根據權利要求8的輻條輪，其特征在于，第一組輻條的輻條對的數量在4和14之間，并包含兩個極限值。
35.根據權利要求11的輻條輪，其特征在于，第二組輻條的輻條對的數量在4和14之間，并包含兩個極限值。
36.根據權利要求19的輻條輪，其特征在于，第二組單根輻條的數量在4和14之間，并包含兩個極限值。
37.根據權利要求7的輻條輪，其特征在于，每一個輻條對(C)的兩個輻條(A)會聚，直到它們和共用連接部件(D)一起結合到輪輞上。
38.根據權利要求37的輻條輪，其特征在于，所述共用連接部件設置有到輪輞的連接裝置，從而使所述輻條對的兩個輻條同時張緊成為可能。
全文摘要
這里描述了一種用于自行車的輻條輪，它包括一個輪轂(2)、一個輪輞(3)以及多個連接輪轂和輪輞的輻條；其中，所述輻條包括布置在車輪一側的第一組輻條以及布置在車輪另一側的第二組輻條，該第一組輻條由與輪轂第一部分相連的輻條組成，該第二組輻條由與輪轂第二部分相連的輻條組成，該第二部分與該第一部分相隔一段軸向距離。第一組輻條聚集在一起形成輻條對，每一對輻條對彼此之間以角距離間隔布置，每對輻條對的輻條的外端彼此接近。
文檔編號B60B1/04GK1533921SQ20041003138
公開日2004年10月6日 申請日期2004年3月26日 優先權日2003年3月28日
發明者毛里齊奧·帕薩羅托, 毛里齊奧 帕薩羅托 申請人:坎培諾洛有限公司