[发明专利]用于自行车轮的轮圈及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于自行车轮的轮圈，及其制造方法。

背景技术

常规地，自行车轮的轮圈为环形并且具有一个U形的径向截面，其具有两个大体上垂直于车轮旋转轴线的侧部和一个连接侧部并且与车轮旋转轴线相应的桥部。对于具有辐条的车轮，辐条通常固定于轮圈的桥部。

为了制造自行车轮的轮圈，已知通过挤出或拉伸金属合金例如铝合金制造线型材，随后弯曲该型材以赋予其环形。然后，轮圈的端部被连接，例如通过焊接。

为了优化骑行者的表现，获得一个轻轮圈是有利的，并且同时保持足以避免损坏的硬度和强度。

挤出程序规定有最小壁厚，这是因为，当厚度减小以及合金性能和拉伸速度提高时，流动应力显著地提高了。因此，对于那些一般用于制造轮圈的合金来说，很难将厚度减到0.85mm以下，因为拉伸模有快速断裂的危险。

另外，型材的弯曲会诱发大的塑性变形，特别在离截面重心远的区域。这些大的塑性变形诱发材料晶粒错位，这会引发一种称为“橘皮（peau d’orange）”的表面状况，通常被认为很不雅观。

另外，相当薄的侧壁在弯曲时在过高的压缩变形下也会形成型材的壁的局部挠曲。

为了解决这些缺点，文献FR-A-2727355提出通过挤出一种线型材制造轮圈，该线型材的厚度足以使得挤出不产生材料缺陷。随后，型材被弯曲并且其厚度使得其不变质且不受压弯折。为了减轻轮圈的重量，它随后浸入一个腐蚀性化学浴中，该化学浴腐蚀材料并使其厚度减小。该制造方法实施起来较困难，并且表面的状况的确变得均匀但十分粗糙。

相似地，文献US-A-6961999提出了挤出和弯曲足够厚的型材以不产生制造缺陷。轮圈的侧部随后被加工以减小其厚度并减轻轮圈的重量。文献EP-A-0579525同样提出在挤出和弯曲型材后加工轮圈的侧部。轮圈的重量的减轻不是最理想的，因为轮圈的桥部保持了最初的厚度。

另外，已知文献EP-A-1084868和EP-A-1491362在弯曲型材后，同时在轮圈的桥部和侧部处并且仅在轮圈圆周的特定部分上加工型材。因为需要使用五轴机床，该加工耗时相对较长并且实施较复杂。

当想要制造具有不同几何参数——例如涉及辐条的数量、辐条钩挂区域的位置或轮圈的厚度——的多个轮圈时，所有这些步骤都需要改变制造参数，特别是材料切削加工和/或化学加工。因此，这带来了额外的开发成本并且使得制造过程不能标准化。

发明内容

本发明正是为了解决这些缺点，提供一种用于自行车轮的轮圈、以及一种制造这样的轮圈的方法，使得可减轻轮圈的重量、同时获得优化的硬度。此外，本发明的轮圈制造快速，并且制造方法使得可避免在型材挤出和弯曲时出现缺陷。

轮圈的使用寿命通常受到辐条钩挂区域的裂纹出现的限制。一旦裂纹出现，它们就会在拉伸方向上快速蔓延，从而快速诱发桥部的断裂。该已知的疲劳现象，一方面归因于辐条在车轮的每圈转动中所承受的多循环次数的负载，另一方面又由于表面的小缺陷而加速，这些小缺陷通常是在拉伸操作中由金属在拉伸模中的摩擦所诱发的纵向条痕。因此，本发明的又一个目的是优化轮圈的耐疲劳性，并且同时局部加强辐条的钩挂，但也同时改变表面的状况以消除或延迟疲劳裂纹的引发。

为此，本发明提供一种用于自行车轮的轮圈，以及一种车轮，该轮圈在径向剖面上具有U形，其带有两个侧部以及一个桥部，其中侧部彼此各位于轮圈的中央面的一侧并且每个都由与中央面相对的外表面（surface externe tournéeàl’opposédu plan médian）限定，桥部连接所述侧部并且包括一个朝向车轮旋转轴线的外表面。桥部的外表面的至少一个中央区域——该中央区域在垂直于中央面的方向上测得的横向宽度为大于4mm——在轮圈圆周的至少95%上被加工。

借助于本发明，轮圈的桥部在轮圈的整个圆周上——包括辐条的连接区域处——被至少部分地加工。这样，轮圈的重量减轻了。再者，加工通过消除型材拉伸或弯曲产生的缺陷改善了桥部的表面状况，这就改善了耐疲劳性。在下文中将要描述的不同的实施方案中，加工将在轮圈的整个圆周上发生。在下文没有详细描述但是也在本发明的框架中的其它实施方案中，加工几乎在全部圆周上实施。在这种情况下，至少95%、甚至97%的圆周被加工。例如，如果想要获得不平衡以抵消通过套管安装的轮圈的夹板（éclisse）的重量和/或气门嘴的重量，可以选择这种模式。优选地，甚至在只有95%的轮圈圆周被加工的情况下，要注意使所有辐条连接区域都如此。