專利名稱：用于自行車輻條輪的輪圈、車輪以及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明整體涉及自行車輻條輪領(lǐng)域，具體涉及一種用于自行車輻條輪的輪圈，包括這種輪圈的輻條輪，以及制造自行車輻條輪輪圈的方法。
背景技術(shù)：
按照慣例，自行車輻條輪包括輪圈、輪轂和輪圈與輪轂之間的一套輻條連接件。
更具體地，對于輪圈和輪轂之間的連接來說，通常設(shè)有輻條，輻條在第一端具有加寬的頭部，在與第一端相對的第二端具有外螺紋部。
輻條的加寬頭部被容納在具有合適形狀的座中，該座通常制造在輪轂上或輪轂的凸緣上。為了使輻條能在徑向方向上或基本上在徑向方向上延伸，通常靠近輻條的第一端提供一個彎曲部，然而，輻條在第一端的彎曲部可以省去，例如在使用如US2002/0033635中所述的輪轂的情況下。
在輻條第二端的螺紋螺紋地聯(lián)接到一螺紋孔中，螺紋孔通常制造在輪圈上，或優(yōu)選地制造在螺紋接頭類型或螺母類型的可拆卸連接元件中，所述可拆卸連接元件可能通過插入一個板而緊靠輪圈中的座孔，例如在EP0936085中所述的。
也已知用不同的連接裝置連接到輪圈和輪轂的輻條，例如其中輻條的頭部用來與輪圈聯(lián)接，輻條的螺紋用來與輪轂聯(lián)接，本發(fā)明不局限于任何特殊的輻條連接類型。
在本發(fā)明中和在所附的權(quán)利要求中，措辭“輻條連接件”想要表示輻條和可能的可拆卸連接元件的組件，可拆卸連接元件如上述螺紋接頭和插入板。
輪轂是相對于自行車輪的軸線軸對稱的元件，輻條連接件總是沿著車輪的圓周這樣分布，即它們的質(zhì)心作為一個整體處于車輪的軸線上。更具體地，輻條連接件能等間隔地分布，要不就是兩個或更多輻條連接件成一組，多組輻條沿著輪圈等間隔地分布。
由于輻條連接件在輪轂一側(cè)和另一側(cè)、關(guān)于車輪中央平面有不同角度(彎度)，和/或由于輻條切向連接到輪轂的一側(cè)，和/或由于在特別復(fù)雜的輻條樣式中的其它原因，可能有不同質(zhì)量的輻條連接件，但這些輻條連接件仍然相對于旋轉(zhuǎn)軸線規(guī)則形成的相同輻條連接件的子套。因而，在這種情況中，該套輻條連接件的質(zhì)心也在車輪的旋轉(zhuǎn)軸線上，換句話說，該套輻條連接件相對于旋轉(zhuǎn)軸線平衡。
比如從EP 0 715 001、EP 1 084 868以及還未公開的歐洲專利申請03425419.3已知，為了在限制輪圈重量的同時沿整個輪圈仍提供足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，在輻條之間的所有區(qū)域或至少是靠在一起的輻條組之間的所有區(qū)域采用薄的壁厚制造輪圈。
已知的輪圈幾何形狀，包括剛剛提到的文件中的那些輪圈，是這樣的，即輪圈也是關(guān)于輪轂旋轉(zhuǎn)對稱的元件。
因而在開始的分析中，車輪是動態(tài)平衡的。
然而實(shí)際上，總是有引起不平衡或局部質(zhì)量增大的原因，其包括充氣輪胎內(nèi)部空氣的止回閥，充氣輪胎可以是具有內(nèi)胎的類型、無內(nèi)胎的類型或具有管式車胎的類型。該閥固定在形成于輪圈中的合適的孔內(nèi)，該閥通常由黃銅制成且具有標(biāo)準(zhǔn)尺寸，因而具有預(yù)定重量。由提供給閥本身的容納孔在輪圈中引起的重量微小減輕不足以補(bǔ)償閥處的局部質(zhì)量增大。相反，在通過碳纖維模制獲得的輪圈中，由于為了補(bǔ)償由閥孔引起的輪圈的變?nèi)?，輪圈在該區(qū)域中存在更大的厚度，所以閥處的局部質(zhì)量增大有時伴隨著質(zhì)量的進(jìn)一步增加，象由意大利的Campagnolo S.r.l.出售的Bora車輪中那樣。
就金屬輪圈來說，閥所代表的不平衡原因伴隨著第二個原因。實(shí)際上，金屬輪圈，特別是由鋼或鋁合金制成的金屬輪圈，通過桿按照所需的輪圈截面擠壓成形，然后，通過壓延將該桿成形為圓周形狀。桿端部的連接以各種方式實(shí)現(xiàn)，然而，所有的方式都添加了材料，因而導(dǎo)致局部質(zhì)量增大。例如，用來實(shí)現(xiàn)連接的已知方法如下將一個或更多銷過盈地插入相應(yīng)的孔中，所述孔末端對接形成在擠壓桿的端部的壁中；從兩端將套管插入擠壓桿的內(nèi)腔中一定長度，可以添加膠粘物質(zhì)；在添加或不添加焊接材料的情況下的端部的對接焊，但無論如何都用固體金屬插入擠壓桿的內(nèi)腔中，以便在沒有使輪圈變形的風(fēng)險的情況下，能在焊接過程中用合適的鉗子抓緊端部。
引起局部質(zhì)量增大的原因中的任一個或兩個都導(dǎo)致車輪質(zhì)量的質(zhì)心不再位于車輪的旋轉(zhuǎn)軸線上。從動力學(xué)的觀點(diǎn)，由這種局部質(zhì)量增大引起的不平衡導(dǎo)致不利的車輪不穩(wěn)定性。而且，假如不平衡隨著車輪速度的增加而增加，則當(dāng)行駛速度很快時，比如走下坡路時，它恰恰變得更加危險，而正相反，此時需要非常穩(wěn)定的車輪。
就金屬輪圈來說，為了減小動態(tài)不平衡的問題，已知在與擠壓桿的接合處徑向相對的位置中制造閥孔，然而，在這樣獲得的運(yùn)動中的質(zhì)量平衡不足以提供良好的車輪穩(wěn)定性，這是因?yàn)樵诮雍咸幍膮^(qū)域中的附加質(zhì)量通常不同于閥體的質(zhì)量，一般大于閥體的質(zhì)量。而且，就具有奇數(shù)輻條樣式的車輪來說，由于輻條或一組輻條占據(jù)了徑向相對的位置，所以有時不能在與擠壓桿的接合處徑向相對的位置中制造閥孔，而只能在接近相對的位置中制造閥孔。因而，由于上述質(zhì)量差和/或由于由兩個局部質(zhì)量增大引起的力在它們之間形成的角度，力的合力不能被抵消。
人們也嘗試通過在閥孔處粘貼一個金屬片來解決這種輪圈中的平衡問題。然而，就提供附加元件來說，由于除了增加輪圈的重量之外，金屬片還有在自行車的使用中分離的危險，這不符合美學(xué)和空氣動力學(xué)，所以從制造的觀點(diǎn)和從最終產(chǎn)品的觀點(diǎn)來看，這種提供附加元件的作法都是不令人滿意的。
在本發(fā)明基礎(chǔ)上的技術(shù)問題將有效地減小自行車輪的動態(tài)不平衡，更大的目標(biāo)是完全消除自行車輪的動態(tài)不平衡。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，通過自行車輻條輪的輪圈解決上述技術(shù)問題，輪圈包括輻條連接區(qū)域和輻條外區(qū)域(infraspoke zone)，其特征在于所述輻條外區(qū)域包括擁有第一平均壁厚的輻條外區(qū)域的第一子部分，以及輻條外區(qū)域的第二子部分，第二子部分的各個輻條外區(qū)域的平均壁厚比所述第一平均壁厚小，所述第二子部分的輻條外區(qū)域至少部分補(bǔ)償了車輪的至少一個局部質(zhì)量增加。
在本說明書和后附權(quán)利要求書中，平均壁厚意味著，該區(qū)域上的輪圈材料體積除以該區(qū)域的長度。
車輪的局部質(zhì)量增加可以包括適合連接到輪圈的氣門和/或輪圈的連接區(qū)域。
第二子部分，也就是壁厚比較薄的區(qū)域，可以包括含有第一局部質(zhì)量增加所在的第一位置的輻條外區(qū)域。
作為另一種選擇或另外，在以第一位置為中心的半個輪圈上，第二子部分可以包括至少一對關(guān)于所述第一位置對稱布置的輻條外區(qū)域。
以上也適用于有第二局部質(zhì)量增加的情況，第二局部質(zhì)量增加小于第一局部質(zhì)量增加，布置在與第一位置基本沿直徑方向相反的輻條外區(qū)域中的第二位置。兩個局部質(zhì)量增加實(shí)際上可以部分互補(bǔ)。此外，對于用于補(bǔ)償或部分補(bǔ)償?shù)牡诙咏M區(qū)域壁厚的非對稱變化，可以考慮與精確徑向相反的位置的細(xì)小偏差。
當(dāng)有第一位置處的第一局部質(zhì)量增加和，比所述第一局部質(zhì)量增加小、布置在與第一位置并不沿直徑方向相反的輻條外區(qū)域中的第二位置的第二局部質(zhì)量增加的時候，相對于穿過第一位置的直徑以及在以第一位置為中心的半個輪圈上，所述第二子部分可以包括與第二位置同一邊設(shè)置的輻條外區(qū)域。
具體的，第二子部分可以包括最靠近第一位置的輻條外區(qū)域，其與包括有所述第一局部質(zhì)量增加的輻條外區(qū)域有相同的范圍。
在輻條均衡分別的情況下，這可以是靠近第一位置設(shè)置的輻條外區(qū)域。
在其它的實(shí)施例中，當(dāng)有第一位置處的第一局部質(zhì)量增加和，比所述第一局部質(zhì)量增加小、布置在第二位置的第二局部質(zhì)量增加的時候，兩個局部質(zhì)量增加可以分開補(bǔ)償，這也同樣適用第一和第二局部質(zhì)量增加沿直徑方向相反或基本相反的情況。實(shí)際上，在某些情況下更可取的是使局部質(zhì)量增加所涉及的兩個區(qū)域都減少與其中的局部質(zhì)量增加所對應(yīng)的質(zhì)量，以使輪圈重量最輕。
比如，第二子部分包括含有第一位置的輻條外區(qū)域和含有第二位置的輻條外區(qū)域。
作為另一種選擇或另外，在以第一位置為中心的半個輪圈上，第二子部分包括至少一對關(guān)于所述第一位置對稱布置的輻條外區(qū)域，以及在以第二位置為中心的半個輪圈上，第二子部分包括至少一對關(guān)于所述第二位置對稱布置的輻條外區(qū)域。
為了創(chuàng)造出有利的輕便輪圈，在各種實(shí)施例中，第二子部分還可包括至少一組輻條外區(qū)域，組相對于輪圈的軸平衡，因此，其不影響局部質(zhì)量增加的補(bǔ)償。
具體的，所述區(qū)域組可包括一對或多對沿直徑方向相反的輻條外區(qū)域。
如果輻條外區(qū)域的范圍不同，比如在輻條式樣是輻條組的情況下，第二子部分的輻條外區(qū)域的范圍可以全部相同或者不同。
在有利的實(shí)施例中，材料去除加工減少到最少以減小第二子部分的輻條外區(qū)域厚度，和/或使輪圈的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度最大，第二子部分由輻條外區(qū)域1或2組成。
另一方面，為了將輪圈的重量減到最小，對于所述第二子部分來說，其包括除1或2之外的所有輻條外區(qū)域，或除1或2之外的布置在輻條分組之間的所有輻條外區(qū)域是有利的。
第二子部分的輻條外區(qū)域的平均壁厚可以相同，但是這不是必要的。
第二子部分的輻條外區(qū)域的幾何形狀可以是多種類型。
比如，第二子部分的各個輻條外區(qū)域的質(zhì)量分布可以是對稱的或非對稱的。
此外，在第二子部分的各個輻條外區(qū)域中，從相鄰輻條連接區(qū)域的厚度的過渡可以是急劇的，或者沿一定的輪圈長度逐漸進(jìn)行。
第二子部分的輻條外區(qū)域的平均壁厚的減小可以在一個或多個輪圈壁上完成，比如，在通常稱作下橋的面對其中心的壁上。
為允許補(bǔ)償所必需的減輕重量而同時還保持足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，當(dāng)?shù)诙硬糠职ê杏糜跉忾T的孔的輻條外區(qū)域時，這種區(qū)域可有包括氣門孔的中間區(qū)域，和兩個端部區(qū)域，中間區(qū)域的壁厚比端部區(qū)域的大。
第一子部分的輻條外區(qū)域，也就是比較厚的區(qū)域，其平均壁厚可以等于輻條連接區(qū)域的平均壁厚，該壁厚通常為輪圈的最大壁厚。
在其第二方面，本發(fā)明涉及包括上述輪圈的自行車輻條輪。
在其第三方面，本發(fā)明涉及自行車輻條輪的輪圈的制造方法，包括形成擁有輻條連接區(qū)域和輻條外區(qū)域的輪圈的步驟，其特征在于所述輻條外區(qū)域的第一子部分采用第一平均厚度形成，輻條外區(qū)域的第二子部分分別采用比第一平均厚度小的平均厚度形成，所述第二子部分的輻條外區(qū)域分布成至少部分補(bǔ)償車輪的至少一個局部質(zhì)量增加。
具體的，這個輪圈可以是上述的輪圈。
在第一種變型中，方法包括在形成輪圈的模具中，在聚合材料基體中，在第一子部分的輻條外區(qū)域中提供比第二子部分的輻條外區(qū)域更多的結(jié)構(gòu)纖維的步驟。
在第二種變型中，方法包括形成所有輻條外區(qū)域的平均壁厚都相等的輪圈的預(yù)備步驟，以及從輻條外區(qū)域的第二子部分去除材料的步驟。
材料去除步驟可通過機(jī)械加工，具體通過磨削、化學(xué)蝕刻或電火花腐蝕完成。


以下參考一些實(shí)施例和實(shí)例，依據(jù)附圖更好地說明本發(fā)明，其中對應(yīng)的元件由相似的數(shù)字表示。附圖中圖1為依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的車輪的透視圖；圖2為聯(lián)接有輻條連接的輪圈部分的局部透視圖；圖3為穿過安裝有氣門的圖1車輪輪圈的剖視圖；圖4為一對用于輪圈接合的嵌入件的透視圖；圖5為用于輪圈接合的套管的透視圖；圖6為嵌入到輪圈的圖5中套管的剖面圖；圖7和圖8為關(guān)于第二實(shí)施例、分別對應(yīng)圖1和圖3的視圖；圖9和圖10為關(guān)于第三實(shí)施例、分別對應(yīng)圖1和圖3的視圖；圖11為圖10中輪圈部分的放大視圖；圖12和圖13為關(guān)于第四實(shí)施例、分別對應(yīng)圖1和圖3的視圖；圖14為圖13中輪圈部分的放大視圖；圖15和圖16為關(guān)于第五實(shí)施例、分別對應(yīng)圖1和圖3的視圖；圖17和圖18為關(guān)于第六實(shí)施例、分別對應(yīng)圖1和圖3的視圖；圖19和圖20為關(guān)于第七實(shí)施例、分別對應(yīng)圖1和圖3的視圖；圖21為圖20中輪圈部分的放大視圖；圖22和圖23為關(guān)于第八實(shí)施例、分別對應(yīng)圖1和圖3的視圖；圖24為圖23中輪圈部分的放大視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1所示為依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的車輪11的透視圖。所示車輪11，特別是前輪，有一個輪轂12、一個輪圈13和輪轂12與輪圈13之間的一組輻條連接14。
同時參考圖2，采用本身已知的方式，各個輻條連接14包括一個輻條141和一個內(nèi)螺紋元件或接頭142。典型的，各個輻條141在第一端有一個頭部143，該頭部在連接到法蘭輪轂的情況下在彎曲部144可能彎曲，在與第一端相對的第二端有外螺紋(看不到)。在無法蘭連接輪轂的情況下，通常沒有彎曲部，比如US 2002/0033635中所公布的。各個輻條的頭部143容納在輪轂12的相應(yīng)的底座121中。輻條141的外螺紋接合在內(nèi)螺紋元件142的內(nèi)螺紋中，在各自的底座131處抵靠輪圈13，在內(nèi)螺紋元件和輪圈之間可以插入金屬板145。在輪圈13的上橋133中有開口132，用于通過工具接近內(nèi)螺紋元件142。
然而，如本領(lǐng)域已知的，也可以使用輻條連接14的任何替代結(jié)構(gòu)，比如其中內(nèi)螺紋元件142與輪轂12接合，輻條的頭部143與輪圈13接合。
車輪11的輻條式樣是采用沿輪圈13的圓周等間隔分布的輻條連接14這種形式。
此外，車輪11的輻條式樣是偶數(shù)型，因?yàn)檫@組輻條連接14包括十六個輻條連接，八個在輪轂12的右邊，八個在輪轂12的左邊。從而，在輪圈13上確定了與十六個輻條外區(qū)域(infraspoke zone)1601-1616交替的十六個輻條連接區(qū)域1501-1516，包括各自的輻條連接底座131及其附近區(qū)域。具體的，十六個輻條外區(qū)域1601-1616沿等長的圓周圓弧延伸。
輪圈13是金屬型的，通過擠壓擁有合適的橫截面的桿、壓延以及在接合區(qū)域134的連接端部制作而成。
在與接合區(qū)域134沿直徑方向相反的位置，在輪圈13上制造有容納孔135，用于保持與輪圈13外接的充氣輪胎(圖中未示)的氣門7。
區(qū)域134中的連接是通過擠壓和壓延的桿的端部的對接焊來完成的。在示出安裝了氣門7的輪圈13剖面的圖3中，可以看到一對實(shí)心金屬嵌入件136在輪圈13的內(nèi)室中，其允許在焊接的期間端部由合適的鉗子夾緊，而沒有使輪圈13變形的風(fēng)險。圖4更好地示出了嵌入件136。
作為焊接和插入嵌入件136的另一種選擇，區(qū)域134中的連接可以通過如圖5所示的套管136a實(shí)現(xiàn)，如圖6所示，該套管采用過盈配合或可以采用粘合劑插入輪圈13的內(nèi)室137內(nèi)。還有可選擇的是，區(qū)域134中的連接可以通過在輪圈的端部的壁中插入多個銷釘來實(shí)現(xiàn)。
包括可能的焊接材料的嵌入件136或接合區(qū)域134的其它的等效元件，其質(zhì)量為m1，代表車輪11的質(zhì)量不連續(xù)，具體是局部質(zhì)量增加。氣門7通常由黃銅制成，代表了車輪11的另一個質(zhì)量不連續(xù)，具體是另一個局部質(zhì)量增加。為了簡單起見，在下文中，將由于氣門7的存在導(dǎo)致的局部質(zhì)量增加減去由于氣門7用的孔135的存在導(dǎo)致的質(zhì)量減小表示為氣門7的質(zhì)量m2。如上所述，質(zhì)量m1通常不等于質(zhì)量m2，使得車輪11產(chǎn)生動態(tài)不平衡，盡管接合區(qū)域134與氣門7用的孔135是沿直徑方向相反的。大部分情況下，連接的質(zhì)量m1大于氣門質(zhì)量m2，在當(dāng)前實(shí)施例和后面的實(shí)施例中，我們必須考慮到這個假設(shè)。為了減小甚至消除車輪11的不平衡，也就是為了至少部分補(bǔ)償上述局部質(zhì)量增加，在輪圈13中，盡管輻條外區(qū)域1602-1616每個質(zhì)量都為mz，但包括連接區(qū)域134的輻條外區(qū)域1601的質(zhì)量較小，為mz-m3。就像后面說明的實(shí)施例中類似的區(qū)域，為了說明的目的，這個質(zhì)量減小的輻條外區(qū)域1601在圖1中進(jìn)行涂黑說明，但是在實(shí)際中，它可以與輪圈13其它部分有相同的著色，或不同的著色，這沒有任何影響。
輻條外區(qū)域1601中的質(zhì)量減小m3可以通過材料去除加工以減小這個區(qū)域1601中輪圈的平均壁厚來獲得。
材料去除加工可以是，比如機(jī)械加工，具體是磨削加工，化學(xué)蝕刻，電火花腐蝕，并具體如在上述文件EP 0 715 001、EP 1 084 868以及還未公開的歐洲專利公報03425419.3中所公開的那樣進(jìn)行，上述文獻(xiàn)結(jié)合在這里作為參考。
盡管在圖1和圖3中，輻條外區(qū)域1601的厚度的減小是在輪圈13的下橋139(圖2)上，但厚度的減小也可以或正好是在上橋133或側(cè)壁138a、138b(圖2)上。
此外，就像在關(guān)于其它實(shí)施例的視圖中一樣，盡管在在圖1和圖3中，輻條外區(qū)域1601的厚度減小是急劇的，但從附近的輻條連接區(qū)域1501和1516的轉(zhuǎn)變可以采用不同的幾何形狀。具體的，這個轉(zhuǎn)變可以沿某一長度的輪圈逐漸進(jìn)行，也就是避免陡邊，并另一方面產(chǎn)生曲率半徑合適的圓角或帶有合適的曲線變化。此外，可以從輪圈13的外部和/或從室137內(nèi)部進(jìn)行材料的去除，這沒有任何影響。對于本發(fā)明來說，重要的是，材料的去除是為了提供所需要的質(zhì)量減小，換句話說，平均壁厚減小。
最后，需要注意的是，盡管在圖1和圖3中，輻條外區(qū)域1602-1616和輻條連接區(qū)域1501-1516有相同的厚度，但這不是必要的。具體的，所有輻條外區(qū)域的厚度都減小，但在區(qū)域1601的減小程度更大，這包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
在動態(tài)工況下，作用于車輪11的合力可以由下面的公式(1)表示，其中，就像在后面的公式中一樣，矢量用粗體表示F＝F1+F2+F3 (1)其中，分力的模用下面的公式表示F1＝m1×ω2×R1 (2)F2＝m2×ω2×R2 (3)F3＝m3×ω2×R3 (4)其中，ω代表車輪11的角速度，R1、R2和R3分別代表車輪11中心到接合區(qū)域134質(zhì)量m1、到氣門7質(zhì)量m2和輻條外區(qū)域1601的質(zhì)量減小m3的質(zhì)心的距離。
需要注意的是，R1、R2和R3基本上互相相等，三個分力都沿著結(jié)合區(qū)域134和氣門7共有的直徑D。
此外，需要注意的是，公式(1)中的第一分力F1，也就是區(qū)域134接合點(diǎn)的效應(yīng)，與第二分力F2，也就是氣門7的效應(yīng)，和第三分力F3，也就是輻條外區(qū)域1601相對于余下的輻條連接區(qū)域1602-1616質(zhì)量減小的效應(yīng)，是反向的。
因此，上面的公式(1)簡化為下面公式(5)的標(biāo)量表示F＝m1×ω2×R1-m2×ω2×R2-m3×ω2×R3＝(m1-m2-m3)×ω2×R1 (5)即使輻條外區(qū)域1601的質(zhì)量減小m3的值很小，比如只有1g或2g，合力F的值也會接近于零，并且車輪11的動態(tài)不平衡相對于所有輻條外區(qū)域除質(zhì)量mz以外都相同的車輪來說也，下降了，上述類型車輪中的合力的模由公式(6)給出F’＝m1×ω2×R1-m2×ω2×R2＝(m1-m2)×ω2×R1 (6)合理的選擇輻條外區(qū)域1601相對于余下的輻條連接區(qū)域1602-1616的質(zhì)量減小m3，由于這對嵌入件136或其它接合類型的存在以及氣門7而導(dǎo)致的不平衡可以完全消除。實(shí)際上，如果質(zhì)量減小由下面的公式(7)給出m3＝m1-m2(7)合力F的值等于零。
因此，采用這樣的質(zhì)量減小m3的值，盡管如通常銷售的沒有氣門7的輪圈13將會不平衡，一旦裝上氣門7，輻條連接和輪轂也都裝上，車輪11將會完美的平衡。在這個方面，值得強(qiáng)調(diào)的是，氣門7和接合嵌入件136的質(zhì)量m1和m2的值要預(yù)先確定，從而在輻條外區(qū)域1601中要去除的質(zhì)量m3的值可以容易的計算。
實(shí)例1考慮公路自行車用的標(biāo)準(zhǔn)尺寸的黃銅氣門7，其質(zhì)量為6g，帶有一對鋁嵌入件136的接頭，其質(zhì)量為10g。
輻條外區(qū)域1601的質(zhì)量減小m3為4g，車輪11就完美的平衡了。
圖7描繪了依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的車輪21，圖8描繪了裝有氣門7的相關(guān)輪圈23的剖面。
車輪21與圖1中車輪11的不同之處在于，與包括有結(jié)合區(qū)域234的輻條外區(qū)域2601相鄰的輻條外區(qū)域2602和2616的厚度都減小了，從而質(zhì)量也減小了，相對質(zhì)量為mz的其余輻條外區(qū)域2601和2603-2615，輻條外區(qū)域2602和2616的質(zhì)量減少分別為mz-m4和mz-m5。
在動態(tài)工況下，作用于車輪21的合力可以由下面的公式(8)表示F＝F1+F2+F4+F5 (8)其中F4＝m4×ω2×R4(9)F5＝m5×ω2×R5(10)其中，R4和R5分別代表車輪21中心到輻條外區(qū)域2602的質(zhì)量減小m4和輻條外區(qū)域2616的質(zhì)量減小m5的質(zhì)心的距離，其它的符號如上面參考第一實(shí)施例所述。
應(yīng)該也需要注意到的是，力F4和F5各自與在接合區(qū)域234和氣門7之間延伸的直徑D形成一個大小為11.25°(一周的三十二分之一)的角度α，力F1和F2沿這條直徑作用在相反的方向上。如果質(zhì)量m4和m5相同，則力F4和F5的合力沿直徑D作用，與力F1方向相反。
即使質(zhì)量m4和m5的值很有限，比如只有1g或2g，關(guān)于所有的十六個輻條外區(qū)域2601-2616都相同的車輪11，車輪的動態(tài)不平衡也會減小了(公式(6))。
在質(zhì)量m4和m5相等且認(rèn)為距離R1、R2、R4和R5互相相等的特殊情況下，上述公式(8)簡化為下面公式(11)的標(biāo)量表示F＝m1×ω2×R1-m2×ω2×R2-m4×ω2×R4×cosα-m5×ω2×R5×cosα＝(m1-m2-2×m4×cosα)×ω2×R1(11)通過合理選擇值m4和m5，由于這對嵌入件136或區(qū)域234中其它接合類型的存在以及氣門7而導(dǎo)致的不平衡可以完全消除，消除合力F絕對值的值m4和m5如下面的公式(12)所示選擇m4＝m5＝(m1-m2)/2×cosα(12)實(shí)例2在上述條件下，并采用實(shí)例1中提供的質(zhì)量m1(10g)和m2(6g)的值，可以得出，當(dāng)輻條外區(qū)域2602和2616的質(zhì)量m4和m5的值每個大約為2.2g時，車輪21就完美的平衡了。
應(yīng)當(dāng)理解，作為輻條外區(qū)域2602和2616的另一種選擇，質(zhì)量的減少可以在與它們相鄰的輻條外區(qū)域2603和2615上或者與后者相鄰的輻條外區(qū)域2604和2614上，僅需在質(zhì)量減小的數(shù)值中考慮有關(guān)的力與接合區(qū)域234和氣門7共用的直徑D形成的更大角度。在這種情況下，應(yīng)當(dāng)去除的材料的量因而要大于輻條外區(qū)域2602和2616的質(zhì)量減少的情況。
還應(yīng)當(dāng)理解，介于上述第一和第二實(shí)施例之間的中間實(shí)施例是可能的，使輻條外區(qū)域3601、3602和3616或輻條外區(qū)域3601、3603和3615，或更進(jìn)一步，輻條外區(qū)域3601、3604和3614上的質(zhì)量減小合適的值。
圖9描繪了依據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的車輪31，圖10描繪了裝有氣門7的相關(guān)輪圈33的剖面。圖11放大描繪了輪圈33的一部分。
車輪31與圖1中的車輪11不同之處在于，除了包括有用于氣門7的孔335、質(zhì)量為mz的輻條外區(qū)域3609之外，不僅是包括有接合區(qū)域334的輻條外區(qū)域3601，而且所有余下的輻條外區(qū)域3602-3608和3610-3616的厚度都減小了，因而質(zhì)量也下降了，具體為mz-m3。
可以立即得到，由于厚度減小的沿直徑方向相反的輻條外區(qū)域，比如區(qū)域3602和3610，而產(chǎn)生的力相等且反向，可以相互抵消。
因此，在動態(tài)工況下，作用于車輪31的合力可以再次由上面的公式(1)表示。
應(yīng)當(dāng)理解，使輻條外區(qū)域3602-3608和3610-3616的厚度減小量與輻條外區(qū)域3601不同，比如(mz-m3)±m(xù)6，來得到合力的相同的表達(dá)式(1)。
此外，應(yīng)當(dāng)理解，使僅僅一對或幾對沿直徑方向相反的輻條外區(qū)域3602-3608和3610-3616中的厚度減小，比如質(zhì)量為mz-m3或(mz-m3)±m(xù)6，來得到合力的相同的表達(dá)式(1)。比如，可以使輻條外區(qū)域3605和3613的質(zhì)量減小，或者是輻條外區(qū)域3603、3611、3605、3613、3607、3615等等。
圖12示意描繪了依據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的車輪41，圖13描繪了裝有氣門7的相關(guān)輪圈43的剖面。圖14放大描繪了輪圈33的一部分。
車輪41的輻條的式樣仍然是輻條連接14沿輪圈43的圓周等間隔分布。
然而，車輪41的輻條的式樣是奇數(shù)型，因?yàn)檫@組輻條連接14包括有二十一個輻條連接，十四個在輪轂42的右邊，7個在輪轂42的左邊。
因此，定義了二十一個輻條連接區(qū)域4501-4521和二十一個輻條外區(qū)域4601-4621。
用于氣門7的孔435不是處于與接合區(qū)域434沿直徑相反的位置上，在接合區(qū)域434有用于輻條連接14的底座131。因此，用于氣門7的孔435與穿過接合區(qū)域434的直徑D1之間的角度大約為8.5°(圓周的四十二分之一)。
依據(jù)本發(fā)明，為了減小甚至消除由于結(jié)合區(qū)域434的局部質(zhì)量m1和氣門7的質(zhì)量m2而導(dǎo)致的車輪41的動態(tài)不平衡，在除了輻條外區(qū)域4612的其它所有輻條外區(qū)域的厚度都減小了，因而其質(zhì)量也減小了，其中輻條外區(qū)域4612處在與包括有用于氣門7的孔435的輻條外區(qū)域4611關(guān)于直徑D1鏡像對稱的位置。同樣在圖13中，僅僅是為了說明的目的，將厚度減小的輻條外區(qū)域4601-4611和4613-4621涂黑。
對于本實(shí)施例，考慮到輻條外區(qū)域4612的“附加質(zhì)量”m7，也就是與在這個輻條外區(qū)域4612沒有進(jìn)行的質(zhì)量減小m3相對的附加質(zhì)量，而不是不同的輻條外區(qū)域質(zhì)量的減小，合力F可以更容易地如下面的公式(13)所示F＝F1+F2+F7 (13)其中，力F7的絕對值由下式給出F7＝m7×ω2×R7 (14)其中，R7是車輪41中心到質(zhì)量m7的質(zhì)心的距離，其它的符號如上參考第一實(shí)施例所述。
距離R1、R2、R7可以認(rèn)為基本上是互相相等的。
分力F7與分力F2，也就是氣門7的效應(yīng)，與穿過接合區(qū)域434的直徑D1形成大約8.5°(圓周的四十二分之一)角β。
在車輪41的情況下，相對于所有二十一個輻條外區(qū)域都完全相同的車輪，還可以甚至以區(qū)域4601-4611和4613-4621非常小的質(zhì)量減少值，例如1或2g來減少動態(tài)不平衡，并通過適當(dāng)選擇的這種質(zhì)量減少值來消除這種不平衡。
當(dāng)由于接合區(qū)域434和氣門7導(dǎo)致的局部質(zhì)量增加而產(chǎn)生的力F1和F2的合力——這個合力要通過力F7補(bǔ)償——與直徑D1形成的角度不是α?xí)r，可以通過適當(dāng)?shù)姆菍ΨQ加工輻條外區(qū)域4602，和/或更進(jìn)一步在與該區(qū)域基本沿直徑反向的輻條外區(qū)域4612提供合適的非對稱的厚度減小，和/或在輻條外區(qū)域4611的非中心位置設(shè)置用于氣門的孔435，來移動“附加質(zhì)量”m7的質(zhì)心。
實(shí)例3考慮公路自行車用的標(biāo)準(zhǔn)尺寸的黃銅氣門7，其質(zhì)量為6g，一對鋁嵌入件136接頭，其質(zhì)量為7g。
輻條外區(qū)域4612的“附加質(zhì)量”m7為2.6g，合力F就基本為零，因此，車輪41基本平衡了。
同樣，在剛剛說明的實(shí)施例的情況下，應(yīng)當(dāng)理解，可以使輻條連接區(qū)域4601-4611和4612-4621中的其它的輻條連接區(qū)域保持原有的厚度，或?qū)ζ溥M(jìn)行不同加工。比如，可以確定多組等間距的輻條外區(qū)域，與它們質(zhì)量的絕對值無關(guān)，其分力互相抵消，比如，三元組4303、4310、4317和4307、4314、4321以及類似組，或幾組七個輻條外區(qū)域。
圖15示意描繪了依據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的車輪51，具體為后輪，圖16描繪了裝有氣門7的相關(guān)輪圈53的剖面。
車輪51的輻條的式樣包括二十四個輻條連接14，三個一組，分成八組。由此確定了八個輻條組連接區(qū)域5501-5508，每個包括三個輻條連接底座131，輻條組連接區(qū)域與八個輻條外區(qū)域5601-5608相互交替。在輻條組連接區(qū)域5501-5508中，確定了二十四個輻條連接區(qū)域，其中為了簡化起見，圖15中只標(biāo)明了區(qū)域5505a、5505b和5505c，和另外十六個輻條外區(qū)域，其中為了簡化起見，圖15中只標(biāo)明了區(qū)域5604a、5604b、5605a和5605b。
因此，車輪51的輻條的式樣是偶數(shù)型，用于氣門7的孔535可以有利地沿直徑D與接合區(qū)域534反向設(shè)置。
輻條組合在一起，并且輻條外區(qū)域的范圍不相同，這不影響本發(fā)明概念的應(yīng)用。
從而，可以采用與上述第一、第二或第三實(shí)施例的概念一樣的方式減小甚至消除由于結(jié)合區(qū)域534的局部質(zhì)量m1和氣門7的m2導(dǎo)致的車輪51的動態(tài)不平衡，對上述實(shí)施例的概括都是有效的。
依據(jù)第一個方法，可僅僅考慮輻條組連接區(qū)域之間的范圍最長的輻條外區(qū)域5601-5608來應(yīng)用上述本發(fā)明的概念。
作為一個實(shí)例，在圖15和16的車輪中，說明了與第三實(shí)施例對應(yīng)的實(shí)施例，換句話說，除了包括有用于氣門7的孔535的輻條外區(qū)域5605之外，其它所有的輻條組連接區(qū)域中的輻條外區(qū)域5601-5604和5606-5608，其厚度減小，因而其質(zhì)量也減小。同樣，在圖15中，僅僅為了說明的目的，將厚度減小的輻條外區(qū)域涂黑。
同樣需要注意的是，在圖16中，接頭采用的是如圖5和6所示的套管136a，但是，在這種情況下，同樣可以采用上面參考第一實(shí)施例所述的替代接合裝置。
合力F可以再次用公式(1)表示，可以獲得完美的平衡，如下面的實(shí)例所示。
實(shí)例4考慮公路自行車用的標(biāo)準(zhǔn)尺寸黃銅氣門7，其質(zhì)量為6g，一對鋁套管136a接頭，其質(zhì)量為11g。
輻條外區(qū)域5601(以及輻條外區(qū)域5602-5604和5606-5608)的質(zhì)量減小m3的值為5g，合力F為零，因而車輪51完美的平衡了。
依據(jù)不同的方法，考慮輻條外區(qū)域5605a、5605b以及相似區(qū)域，在通常意義上，仍然可以應(yīng)用上述的發(fā)明的概念。
僅僅作為一個實(shí)例，在依據(jù)第二實(shí)施例的一個解決方法中，在輻條外區(qū)域5604b和5605a和/或輻條外區(qū)域5604a和5605b和/或輻條外區(qū)域5604和5605上，可以減小其質(zhì)量。
圖17示意描繪了依據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的車輪61，具體為后輪，圖18描繪了裝有氣門7的相關(guān)輪圈63的剖面。
車輪61的輻條的式樣包括二十一個輻條連接14，三個一組，分成七組。由此確定了七個輻條組連接區(qū)域6501-6507，每個包括三個輻條連接底座131，輻條組連接區(qū)域與七個輻條外區(qū)域6601-6607相互交替。在輻條組連接區(qū)域6501-6507中，確定了二十一個輻條連接區(qū)域，其中為了簡化起見，圖17中只標(biāo)明了區(qū)域6504a、6504b和6504c，和另外十四個輻條外區(qū)域，其中為了簡化起見，圖17中只標(biāo)明了區(qū)域6604a和6604b。
因此，車輪61的輻條的式樣是奇數(shù)型，用于氣門7的孔635不是處于與接合區(qū)域634沿直徑相反的位置上，這個位置上有用于輻條連接14的底座131。因此，用于氣門7的孔635與穿過接合區(qū)域634的直徑D1之間的角度γ大約為25.7°(圓周的十四分之一)。
同樣，在圖18中，接頭采用的是如圖5和6所示的套管136a，但是，同樣可以采用上面參考第一實(shí)施例所述的替代接合裝置。
同樣，在輻條式樣是三個一組，組數(shù)為奇數(shù)的情況下(或其它數(shù)目的輻條連接分組)，輻條組合在一起，并因而輻條外區(qū)域的范圍不相同，這對于發(fā)明概念的應(yīng)用沒有什么影響。
從而，同時考慮輻條組連接區(qū)域之間范圍大的輻條外區(qū)域6601-6607，以及輻條外區(qū)域6604a、6604b和類似的區(qū)域，可以采用與上述第四實(shí)施例的概念一樣的方式減小甚至消除由于結(jié)合區(qū)域634的局部質(zhì)量m1和氣門7的m2導(dǎo)致的車輪61的動態(tài)不平衡，對該實(shí)施例的所有概括都是有效的。
僅僅作為一個實(shí)例，在圖17和18中的車輪61中，為了減小甚至消除由于結(jié)合區(qū)域634的局部質(zhì)量m1和氣門7的m2而導(dǎo)致的車輪61的動態(tài)不平衡，在除了輻條外區(qū)域6605的代表輻條組連接區(qū)域之間的所有輻條外區(qū)域的輻條外區(qū)域6601-6607的厚度都減小了，因而其質(zhì)量也減小了，其中輻條外區(qū)域6605處在與包括有用于氣門7的孔635的輻條外區(qū)域6604關(guān)于直徑D1鏡像對稱的位置。同樣，在圖17中，僅僅為了說明的目的，厚度減小的輻條外區(qū)域6601-6604和6606-6607涂黑。
考慮用輻條外區(qū)域6605的“附加質(zhì)量”m7，也就是與在這個輻條外區(qū)域6605沒有進(jìn)行的質(zhì)量減小m3相對的附加質(zhì)量，而不是不同的輻條外區(qū)域質(zhì)量的減小，合力F可以再次由公式(13)表示。
分力F7與分力F2，也就是氣門7的效應(yīng)，與穿過接合區(qū)域634的直徑D1形成大約25.7°(圓周的十四分之一)角γ。
同樣，在車輪61的情況下，相對于所有七個輻條外區(qū)域都完全相同的車輪，即使以區(qū)域6601-6604和6606-6607非常小的質(zhì)量減少值，例如1或2g，也可以減少動態(tài)不平衡，并且通過適當(dāng)選擇這種質(zhì)量減小的值基本消除這種不平衡。
實(shí)例5考慮公路自行車用的標(biāo)準(zhǔn)尺寸黃銅氣門7，其質(zhì)量為6g，帶有一對鋁套管136a的接頭，其質(zhì)量為11g。
除了輻條外區(qū)域6605，其它輻條組連接區(qū)域之間的所有輻條外區(qū)域6601-6604和6606-6607的質(zhì)量減小m3的值為6g，合力F基本為零，因而車輪61基本平衡了。
僅僅作為另一個實(shí)例，在F1和F2的合力與直徑D1形成不同于γ的角度的情況下，可以在輻條外區(qū)域6604a和/或輻條外區(qū)域6604b額外的減小其質(zhì)量，來更精確地補(bǔ)償由于接合區(qū)域434的局部質(zhì)量增加和氣門7而產(chǎn)生的力F1和F2的合力。
在前面的實(shí)施例中，總是考慮假設(shè)接頭的質(zhì)量m1大于氣門的質(zhì)量m2，因?yàn)檫@是最普遍的情況。然而另一方面，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，如果接頭的質(zhì)量m1小于氣門的質(zhì)量m2，則此前說明的解決方法應(yīng)當(dāng)做必要的修正來實(shí)施。
當(dāng)然，同樣應(yīng)當(dāng)理解，以上參考涉及材料去除加工的類型和幾何形狀的第一實(shí)施例所作的說明對所有其它的實(shí)施例是有效的。
圖19描繪了依據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的車輪71，具體為后輪，圖20描繪了裝有氣門7的相關(guān)輪圈73的剖面。圖21放大描繪了輪圈73的一部分。
車輪71的輻條式樣與上面參考第五實(shí)施例(圖15)的車輪51所述的式樣是一樣的，為偶數(shù)型，有二十四個輻條連接，三個組成一組。因此，確定了八個輻條組連接區(qū)域7501-7508和八個輻條外區(qū)域7601-7608。在輻條組連接區(qū)域7501-7508，確定了二十四個輻條連接區(qū)域，其中為了簡化起見，圖19中只標(biāo)明了區(qū)域7505a、7505b和7505c，和另外十六個輻條外區(qū)域，其中為了簡化起見，圖19中只標(biāo)明了區(qū)域7605a和7605b。
但在車輪71中，輪圈73由復(fù)合材料制成，在聚合材料基體中，通過纖維材料，比如碳纖維，的模制以及形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或固化制作而成。在例如結(jié)合在這里作為參考的EP 1 231 077中可以找到輪圈73的制造細(xì)節(jié)。輪圈73是單件的，因此，沒有任何接頭。
同樣在輪圈73的情況下，仍然有氣門7代表的局部質(zhì)量的不連續(xù)或增加，依據(jù)本發(fā)明，這通過某些輻條外區(qū)域的厚度減小獲得的質(zhì)量減小來動態(tài)補(bǔ)償。
在輪圈由復(fù)合材料制成的情況下，采用上述的方式，依據(jù)上述的幾何形狀，通過隨后的材料去除加工可以獲得厚度的減小。
不通過隨后的材料去除加工，而直接在輪圈73的制造步驟中，僅在模具的期望區(qū)域減少一些材料，就可以有利的獲得這種加工。關(guān)于這點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)注意到，如例如在上述EP 1 231 077中所述，聚合材料基體中的碳纖維材料是一層一層得到的，它們分層堆積以獲得輪圈不同區(qū)域的期望厚度，比如下橋139、上橋133和側(cè)邊138a，138b(圖2)的不同厚度。因此，可以在依據(jù)本發(fā)明需要減小質(zhì)量，以至少部分補(bǔ)償由于氣門7導(dǎo)致的局部質(zhì)量增加的那些區(qū)域布置較少的層。
假設(shè)在單件輪圈73的情況下，氣門7是僅有的局部質(zhì)量增加，則在本實(shí)施例中，在包括有用于氣門7的孔735的輻條外區(qū)域7605上減小其厚度。
在動態(tài)工況下，作用于車輪71的離心力的合力可以由下面的公式(15)表示F＝F2+F8 (15)其中，力F8的絕對值由下式給出F8＝m8×ω2×R8 (16)其中，R8為車輪71中心到輻條外區(qū)域7605的相對于其余的輻條外區(qū)域7601-7604和7606-7608的質(zhì)量減小m8的質(zhì)心的距離，其余的輻條外區(qū)域7601-7604和7606-7608同樣在輻條組區(qū)域之間延伸，其它的符號如上所述。
需要注意的是，在車輪71的情況下，力F8和力F2，也就是，由于氣門7導(dǎo)致的局部質(zhì)量增加的效應(yīng)，都沿穿過氣門7的直徑D2反向作用。
因此同樣，相對于在輻條組區(qū)域之間延伸的所有八個輻條外區(qū)域7001-7608彼此完全相同的車輪，即使以輻條外區(qū)域7605非常小的質(zhì)量減少值，例如1或2g，也可減少動態(tài)不平衡，并通過適當(dāng)選擇這種質(zhì)量值來消除這種不平衡。
實(shí)際上，如果選擇m8＝m2 (17)合力F等于零，因此，包括輪圈73和氣門7的系統(tǒng)就完美地平衡了，就像車輪71一樣。
實(shí)例6
考慮公路自行車用的標(biāo)準(zhǔn)尺寸黃銅氣門7，其質(zhì)量為6g，并且忽略用于氣門7的孔735的影響。
用輻條外區(qū)域7605相對于其余的輻條外區(qū)域7601-7604和7606-7608的6g質(zhì)量減小，來補(bǔ)償絕對值為m2×ω2×R2的力F2。
車輪81的輻條式樣與參考第七實(shí)施例(圖19)的車輪51的上述式樣是一樣的，為偶數(shù)型，有二十四個輻條連接，三個組成一組。因此，確定了八個輻條組連接區(qū)域8501-8508和八個輻條外區(qū)域8601-8608。在輻條組連接區(qū)域8501-8508，確定了二十四個輻條連接區(qū)域，其中為了簡化起見，圖22中只標(biāo)明了區(qū)域8505a、8505b和8505c，和另外十六個輻條外區(qū)域，其中為了簡化起見，圖22中只標(biāo)明了區(qū)域8605a和8605b。
在車輪81中，輪圈83也由單件復(fù)合材料制成，因此其沒有接頭，但是有氣門7代表的局部質(zhì)量增加。
像上述的第七實(shí)施例一樣，通過包括有用于氣門7的孔835的輻條外區(qū)域8605的質(zhì)量減小來進(jìn)行依據(jù)本發(fā)明的補(bǔ)償。
然而，在輪圈83的情況下，輻條外區(qū)域8605的厚度減小僅僅涉及區(qū)域本身的兩端871和872，而在輻條外區(qū)域8605的中間部分873，其上有用于氣門7的孔835，其輪圈83的壁厚沒有減小，甚至相對于輪圈83的其余部分反而增加了。這種情況下，代表輪圈83弱點(diǎn)的用于氣門7的孔835的區(qū)域，保持在給輪圈83提供必要的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的合適的厚度。
由于質(zhì)量減小的質(zhì)心仍是沿穿過氣門7的直徑D2，其中R8的值比實(shí)例6中R8的值稍小，所以在動態(tài)工況下，作用于車輪81的合力可以再次由公式(15)表示，并且裝上氣門7后，為了完美平衡輪圈83而必須的質(zhì)量減小m8再次用公式(17)表示。
當(dāng)然，作為上述第七和第八實(shí)施例的另一種選擇，也可以采用與上述第二實(shí)施例或這種實(shí)施例的組合類似的方式來減小或消除車輪71和81的不平衡，換句話說，替代區(qū)域7605或除區(qū)域7605以外，通過在一對或幾對關(guān)于輻條外區(qū)域7605對稱的輻條外區(qū)域，比如輻條外區(qū)域7604和7606和/或輻條外區(qū)域7604b和7605a，等等，中形成兩處厚度減小，從而質(zhì)量減小來實(shí)現(xiàn)。
此外，采用與第三實(shí)施例概念類似的方式，在的幾對沿直徑方向相反的輻條外區(qū)域中，比如在輻條外區(qū)域7603和7607中，或在輻條外區(qū)域7602、7604、7606、7608中，或更進(jìn)一步，在代表除與輻條外區(qū)域7605沿直徑反向的輻條外區(qū)域7601之外的在輻條組區(qū)域之間延伸的所有區(qū)域的輻條外區(qū)域7608-7608中，可以更進(jìn)一步的使質(zhì)量減小同樣的量或不同的量。
更一般地，應(yīng)當(dāng)理解，在單件輪圈的輻條或作為任何類型的情況下，不管是單獨(dú)的還是成組的輻條連接，以及在奇數(shù)輻條式樣的情況下，在包括有用于氣門的孔的輻條外區(qū)域和/或在至少一對在以用于氣門的孔為中心的半個輪圈上關(guān)于用于氣門的孔對稱布置的輻條外區(qū)域上，總是可以通過減小其厚度來完全消除動態(tài)不平衡。
當(dāng)接合區(qū)域和用于氣門的孔是沿直徑方向相反的時候，或總之處在沿直徑方向相反的輻條外區(qū)域中的情況下，考慮到兩個局部質(zhì)量增加等同于布置在最重的那個的點(diǎn)上的局部質(zhì)量增加，可以應(yīng)用上述的普遍概念。因此，對于任意輻條式樣，不管輻條連接是單獨(dú)還是成組的，以及在輻條式樣為奇數(shù)型的情況下，在包括質(zhì)量增加最重的輻條外區(qū)域中和/或在至少一對在同一半個輪圈中關(guān)于其對稱布置的輻條外區(qū)域中，總是可以通過減小其厚度來完全消除動態(tài)不平衡。對于厚度減小涉及的第二子部分區(qū)域壁厚的非對稱變化，可以考慮接合區(qū)域和用于氣門的孔與精確沿直徑方向相反的位置的細(xì)小偏。
當(dāng)接合區(qū)域和用于氣門的孔不是沿直徑方向相反的時候，相對于穿過局部質(zhì)量增加最重的位置的直徑和在以最重局部質(zhì)量增加為中心的半個車輪上，可以在布置在與局部質(zhì)量增加最輕的位置同一邊的至少一個輻條外區(qū)域上減少其質(zhì)量。
具體的，在輻條式樣是輻條組的情況下，這個區(qū)域?qū)桥c局部質(zhì)量增加最重的位置相鄰的輻條外區(qū)域，或在同樣范圍的相鄰區(qū)域中。
然而，必須清楚的是，在象例如金屬輪圈的帶有接頭的輪圈情況下，本發(fā)明并不局限于接合區(qū)域相對于氣門沿直徑方向相反或基本相反。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，如果這些元件靠攏在一起，則應(yīng)當(dāng)充分的增大質(zhì)量減小的輻條外區(qū)域的質(zhì)量減小量，所述輻條外區(qū)域應(yīng)當(dāng)布置在合適的位置，更靠近最重的局部質(zhì)量增加位置，通常是接頭。
也可以單獨(dú)補(bǔ)償接合區(qū)域和氣門代表的局部質(zhì)量增加，比如，包括接頭的輻條外區(qū)域和包括有用于氣門的孔的輻條外區(qū)域的厚度都適當(dāng)減小，和/或關(guān)于包括有接頭的輻條外區(qū)域鏡像設(shè)置的幾對輻條外區(qū)域和關(guān)于包括有用于氣門的孔的輻條外區(qū)域鏡像設(shè)置的幾對輻條外區(qū)域的厚度適當(dāng)減小。
除了上述普遍標(biāo)準(zhǔn)，還可以在至少一個輻條外區(qū)域組上實(shí)施進(jìn)一步的減小，所述組旋轉(zhuǎn)對稱，因?yàn)樵谶@種情況下，組的質(zhì)量和為零。合適的組包括兩個沿直徑方向相反的區(qū)域，成120°角三元組區(qū)域，等等。
如果希望有利于減小輪圈的重量，則基本上可以在所有條件下獲得僅僅只有一個或兩個完整的或者大厚度的輻條外區(qū)域的輪圈，或者僅有一個或兩個在輻條組之間延伸的輻條外區(qū)域的輪圈。
值得再次強(qiáng)調(diào)的是，比如為了補(bǔ)償用于氣門的孔和/或接頭在各自輻條外區(qū)域中的非對稱布置，或者為了更精確地補(bǔ)償不是沿直徑方向相反的兩個局部質(zhì)量增加，各個區(qū)域的厚度的減小可以有非對稱的幾何形狀。
此外，第八實(shí)施例的解決方案是在包括用于氣門的孔的輻條外區(qū)域中形成三個不同厚度的部位，如果根據(jù)本發(fā)明提供的厚度減少必須也涉及這種區(qū)域，就象具體地氣門比連接區(qū)域更重，則也可用金屬接頭來應(yīng)用該解決方案。
權(quán)利要求
1.自行車輻條輪(11；21；31；41；51；61；71；81)的輪圈(13；23；33；43；53；63；73；83)，包括輻條連接區(qū)域(1501-1516；2501-2516；3501-3516；4501-4521；5501-5508，5505a-c；6501-6507，6504a-c；7501-7508，7505a-c；8501-8508，8505a-c)和輻條外區(qū)域(1601-1616；2601-2616；3601-3616；4601-4621；5601-5608，5605a-b；6601-6607，6604a-b；7601-7608，7605a-b；8601-8608，8605a-b)，其特征在于，所述輻條外區(qū)域包括擁有第一平均壁厚的輻條外區(qū)域的第一子部分，以及輻條外區(qū)域的第二子部分(1601；2602；3601-3616；4601-4621；5601-5604，5606-5608；6601-6603，6605-6607；7605；8605)，第二子部分的各個輻條外區(qū)域的平均壁厚比所述第一平均壁厚小，第二子部分的所述輻條外區(qū)域至少部分補(bǔ)償了車輪的至少一個局部質(zhì)量增加(7；134，234，334，434，534，634，734，834)。
2.依據(jù)權(quán)利要求1的輪圈，其中，所述至少一個局部質(zhì)量增加包括第一位置處的第一局部質(zhì)量增加，所述第二子部分包括含有第一位置的輻條外區(qū)域。
3.依據(jù)權(quán)利要求1或2的輪圈，其中，所述至少一個局部質(zhì)量增加包括第一位置處的第一局部質(zhì)量增加，在以第一位置為中心的半個輪圈上，所述第二子部分至少包括一對關(guān)于所述第一位置對稱布置的輻條外區(qū)域。
4.依據(jù)權(quán)利要求2或3的輪圈，其中，所述至少一個局部質(zhì)量增加還包括第二局部質(zhì)量增加，其小于所述第一局部質(zhì)量增加，并布置在基本與第一位置沿直徑方向相反的輻條外區(qū)域中的第二位置。
5.依據(jù)權(quán)利要求1的輪圈，其中，所述至少一個局部質(zhì)量增加包括第一位置處的第一局部質(zhì)量增加和第二局部質(zhì)量增加，該第二局部質(zhì)量增加小于所述第一局部質(zhì)量增加，并布置在不與第一位置沿直徑方向相反的輻條外區(qū)域中的第二位置處，相對于穿過第一位置的直徑以及在以第一位置為中心的半個輪圈中，所述第二子部分包括與第二位置同一邊設(shè)置的輻條外區(qū)域。
6.依據(jù)權(quán)利要求5的輪圈，其中，所述第二子部分包括最靠近第一位置的輻條外區(qū)域，其與包括有所述第一局部質(zhì)量增加的輻條外區(qū)域有相同的范圍。
7.依據(jù)權(quán)利要求6的輪圈，其中，所述第二子部分包括與第一位置相鄰設(shè)置的輻條外區(qū)域。
8.依據(jù)權(quán)利要求2的輪圈，其中，所述至少一個局部質(zhì)量增加包括第一位置處的第一局部質(zhì)量增加和第二局部質(zhì)量增加，該第二局部質(zhì)量增加小于所述第一局部質(zhì)量增加，并布置在第二位置處，所述第二子部分包括含有第一位置的輻條外區(qū)域和含有第二位置的輻條外區(qū)域。
9.依據(jù)權(quán)利要求1或8的輪圈，其中，所述至少一個局部質(zhì)量增加包括第一位置處的第一局部質(zhì)量增加和第二局部質(zhì)量增加，該第二局部質(zhì)量增加小于所述第一局部質(zhì)量增加，并布置在第一位置處，在以第一位置為中心的半個輪圈上，所述第二子部分至少包括一對關(guān)于所述第一位置對稱布置的輻條外區(qū)域，以及在以第二位置為中心的半個輪圈上，所述第二子部分至少包括一對關(guān)于所述第二位置對稱布置的輻條外區(qū)域。
10.依據(jù)權(quán)利要求2-9的輪圈，其中，所述第二子部分還包括至少一個輻條外區(qū)域組，該組相對于輪圈的軸平衡。
11.依據(jù)權(quán)利要求10的輪圈，其中，所述至少一個區(qū)域組包括至少一對沿直徑方向相反的輻條外區(qū)域。
12.依據(jù)前面權(quán)利要求中任一項的輪圈，其中，第二子部分的輻條外區(qū)域的范圍相同。
13.依據(jù)前面權(quán)利要求中任一項的輪圈，其中，第二子部分的輻條外區(qū)域的范圍不同。
14.依據(jù)權(quán)利要求1的輪圈，其中，所述第二子部分由輻條外區(qū)域1或2組成。
15.依據(jù)權(quán)利要求1的輪圈，其中，所述第二子部分包括除1或2之外的所有輻條外區(qū)域。
16.依據(jù)權(quán)利要求1的輪圈，其中，所述第二子部分包括除1或2之外的布置在輻條組之間的所有輻條外區(qū)域。
17.依據(jù)前面權(quán)利要求中任一項的輪圈，其中，第二子部分的所有輻條外區(qū)域的平均壁厚相同。
18.依據(jù)前面權(quán)利要求中任一項的輪圈，其中，第二子部分的各個輻條外區(qū)域的質(zhì)量對稱分布。
19.依據(jù)權(quán)利要求1-18中任意一個的輪圈，其中，第二子部分的至少一個輻條外區(qū)域的質(zhì)量非對稱分布。
20.依據(jù)前面權(quán)利要求中任一項的輪圈，其中，在第二子部分的各個輻條外區(qū)域中，從相鄰的輻條連接區(qū)域的厚度的轉(zhuǎn)變是急劇的。
21.依據(jù)權(quán)利要求1-19中之一的輪圈，其中，在第二子部分的各個輻條外區(qū)域中，從臨近的輻條連接區(qū)域的厚度的轉(zhuǎn)變沿一定長度的輪圈逐步進(jìn)行。
22.依據(jù)前面權(quán)利要求中之一的輪圈，其中，第二子部分的輻條外區(qū)域的平均壁厚的減小是在輪圈的下橋中。
23.依據(jù)權(quán)利要求22的輪圈，其中，所述第二子部分包括含有用于氣門的孔的輻條外區(qū)域，所述區(qū)域有一個包括氣門孔的中間區(qū)域和兩個端部區(qū)域，中間區(qū)域的壁厚比端部區(qū)域的大。
24.依據(jù)權(quán)利要求1的輪圈，其中，所述第一平均厚度等于輻條連接區(qū)域的平均厚度。
25.依據(jù)權(quán)利要求1的輪圈，其中，車輪的所述至少一個局部質(zhì)量增加包括一個適合連接到輪圈的氣門。
26.依據(jù)權(quán)利要求1的輪圈，其中，車輪的所述至少一個局部質(zhì)量增加包括一個輪圈的接合區(qū)域。
27.包括依據(jù)權(quán)利要求1-26中任意一個的輪圈的自行車輻條輪。
28.自行車輻條輪的輪圈的制造方法，包括形成擁有輻條連接區(qū)域和輻條外區(qū)域的輪圈的步驟，其特征在于，所述輻條外區(qū)域的第一子部分采用第一平均厚度形成，輻條外區(qū)域的第二子部分采用比第一平均厚度小的平均厚度各自形成，所述第二子部分的輻條外區(qū)域分布成至少部分的補(bǔ)償車輪的至少一個局部質(zhì)量增加。
29.依據(jù)權(quán)利要求28的方法，包括在用于形成輪圈的模具中，在聚合材料基體中，在第一子部分的輻條外區(qū)域中提供比第二子部分的輻條外區(qū)域更多的結(jié)構(gòu)纖維的步驟。
30.依據(jù)權(quán)利要求28或29的方法，其特征在于，包括形成所有輻條外區(qū)域的平均壁厚都相等的輪圈的預(yù)備步驟，以及從輻條外區(qū)域的第二子部分去除材料的步驟。
31.依據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中，所述材料去除步驟通過機(jī)械加工完成。
32.依據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中，所述機(jī)械加工為磨削。
33.依據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中，所述材料去除步驟通過化學(xué)蝕刻完成。
34.依據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中，所述材料去除步驟通過電火花腐蝕完成。
35.依據(jù)權(quán)利要求28-34中之一的方法，其中，輪圈是依據(jù)權(quán)利要求1-26中之一的。
全文摘要
在一個自行車輻條輪(11)中，至少一個輻條外區(qū)域(1501)的平均壁厚減小了，以減小或消除由于氣門(7)處和可能的接頭(134)處的局部質(zhì)量增加而導(dǎo)致的車輪(11)的動態(tài)不平衡。
文檔編號B60C29/00GK1789023SQ20051009667
公開日2006年6月21日 申請日期2005年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月31日
發(fā)明者毛里齊奧·帕薩羅托, 達(dá)維德·烏爾巴尼 申請人:坎培諾洛有限公司