專利名稱：自行車輪轂及其制造方法
自行車輪轂及其制造方法本發(fā)明涉及ー種根據(jù)權(quán)利要求I的前序部分所述的自行車輪轂及其制造方法。迄今，自行車輪轂、尤其是那些具有用于倒蹬閘(該倒蹬閘具有飛輪)的內(nèi)輪齒以及作為齒轂配合件的內(nèi)輪齒的自行車輪轂是由管材鍛造并通過機(jī)加工完成的，其除了設(shè)有內(nèi)輪齒之外，還包括成形的各輪輞中的多個(gè)鉆孔，隨后將多個(gè)輻條安裝在各鉆孔中。各端處的內(nèi)滾珠軌道也是通過機(jī)加工、尤其是車削完成的。當(dāng)然，這些操作要求相當(dāng)大的艱難嘗試，這會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的高加工成本，因此，與自行車的各部件中的其它部件相比，已知的自行車輪轂是非常昂貴的。此外，由于其通過鍛造和機(jī)加工的方式得以成形的先決條件是具有適當(dāng)厚的壁，這些鍛造得到的自行車輪轂相當(dāng)重。但是，這種相對較高的重量與各部件需要被設(shè)計(jì)為使得它們首要地具有最佳的重 量(即輕量級)的狀態(tài)要求是相反的。為了避免這些缺陷，在DE 29 06 627 C2中建議將自行車輪轂形成為具有兩個(gè)輪轂元件的薄板金屬部件，每個(gè)輪轂元件通過深拉制得。兩個(gè)輪轂元件通過強(qiáng)制鎖定或黏結(jié)來彼此連接，由此，建議通過沖壓或鉚接來實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制鎖定，以及通過粘合或焊接實(shí)現(xiàn)黏結(jié)。對于沖壓來說，能夠影響自行車輪轂的同心性的變形是必要的。另ー方面，焊接導(dǎo)致各輪轂元件的翹曲，這僅能夠通過適當(dāng)?shù)某C直來修復(fù)。在這兩種情況下，為了將兩個(gè)輪轂元件彼此連接，額外的、増加成本的操作是必要的。此外，常用的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致各滾珠軌道具有不同的直徑，這導(dǎo)致與使用相關(guān)的缺陷。特別地，不可能使用各輪轂元件中的任一個(gè)作為安裝在自行車輪轂內(nèi)側(cè)上的不同的齒轂的基座。對自行車輪轂重量的任何期望的優(yōu)化受到運(yùn)行期間該滾珠軌道區(qū)域所產(chǎn)生的負(fù)載的限制，該負(fù)載要求各輪轂元件具有一定的壁厚。此壁厚對于已知的各自行車輪轂是大致恒定的，例如，該壁厚僅通過上面討論的負(fù)載而確定?？梢钥闯?，已知的自行車輪轂的另ー個(gè)缺陷在于兩個(gè)輪輞與各自的自行車輪轂的正面的距離是不同的，使得該自行車輪轂的一端超出所附的輻條向外伸出。兩個(gè)輪輞也主要通過焊接或釬焊而粘附于在US 2 997 145號專利中顯示并描述的自行車輪轂的套筒。在某種程度上，上述的由黏結(jié)產(chǎn)生的缺陷也在此自行車輪轂中產(chǎn)生。本發(fā)明的主要目的是開發(fā)一種類型的自行車輪轂，使得所用的薄板金屬能夠以較小的壁厚具有較大的能力，由此簡化其制造并使其更具有成本效益。通過具有如權(quán)利要求I中的特性的自行車輪轂及其制造方法來實(shí)現(xiàn)此目的。在各滾珠軌道區(qū)域中制造雙壁(該滾珠軌道區(qū)域本身是通過根據(jù)本發(fā)明中描述的エ藝反向拉拔而制得的)，由此，所形成的內(nèi)壁與所形成的外壁緊密配合且緊靠所形成的外壁，允許各滾珠軌道實(shí)現(xiàn)非常高的承載能力，且使該薄板金屬的厚度最小化，優(yōu)選為I. 8_。優(yōu)選地，該自行車輪轂應(yīng)通過對圓形的金屬坯料(特別地，封閉的坯料)進(jìn)行深拉和重成形而制為一件式，由此，基座在深拉后被分離為杯狀(cup form)，且各端截面因此得以重成形。一方面，由于幾乎所有的操作都可能處于不間斷、連續(xù)、且自動(dòng)的流程中，且另一方面，由于優(yōu)化了材料的使用，該自行車輪轂為單件式的事實(shí)顯著地降低了制造成本。然而，單獨(dú)制造每個(gè)端截面、然后借助于套筒將它們彼此連接也是可能的，該套筒被設(shè)計(jì)為單獨(dú)的部件，或被設(shè)計(jì)為在該套筒上形成各端截面中的一個(gè)，使得兩部分成為一體。然后，另一個(gè)端截面附著在該套筒與所形成的端截面相對的側(cè)面上，作為單獨(dú)的自行車輪轂部件。在這樣做的同時(shí)，該端截面或各端截面通過摩擦鎖定而連接至該套筒，為此，各匹配的直徑被設(shè)計(jì)為過盈配合。驚訝地發(fā)現(xiàn)，該摩擦鎖定連接各輪轂元件而不使其旋轉(zhuǎn)，這使 得對所有負(fù)載的承受能力達(dá)到足夠的程度。與現(xiàn)有技術(shù)相反，由于不再需要加熱來連接各單獨(dú)的部件，熱應(yīng)力的產(chǎn)生及其引起的翹曲風(fēng)險(xiǎn)不復(fù)存在。因此，本發(fā)明有助于實(shí)現(xiàn)相當(dāng)高水平的質(zhì)量改善，至少不需要后續(xù)的加工。由圓形的坯料(優(yōu)選地為封閉的)制造具有附著的套筒的各端截面或一個(gè)端截面，使得“深拉”的第一工藝步驟形成杯狀物，然后切掉該杯狀物的基座，剩下兩側(cè)打開的輪轂元件。然后，根據(jù)本發(fā)明，通過反向拉拔各端截面而形成各自的輪輞，并且然后，徑向向外彎曲這些輪輞。內(nèi)側(cè)的相關(guān)的外圍區(qū)域形成為滾珠軌道。在一個(gè)操作中進(jìn)行反向拉拔工藝，以形成該輪輞并成形該滾珠軌道。隨后對該輪輞打孔，由此，通過打孔形成用于安裝各輻條的多個(gè)孔。齒轂需要通過冷成形制得的內(nèi)輪齒，由此，該內(nèi)輪齒能夠周向設(shè)置在兩個(gè)輪轂元件中的一個(gè)上或設(shè)置兩個(gè)輪轂元件上。該內(nèi)輪齒能夠通過對該套筒的圓柱形壁進(jìn)行沖壓而特別容易地制得?？梢栽谧詣?dòng)工作流程中執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的工藝，為此，采用了一系列的適當(dāng)?shù)某尚螜C(jī)制，而最終制出自行車輪轂的各自的半成品可通過自動(dòng)裝載程序裝入。除此之外，與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制造的自行車輪轂相比，完成時(shí)間大大縮短，因此，此自動(dòng)工作流程使得有可能以特別具有成本效益的方式制造自行車輪轂。此外，相對低的材料使用也有助于成本的最小化，這是由所使用的該薄板金屬的相對較低的壁厚造成的，這得益于該滾珠軌道區(qū)域中的雙壁所產(chǎn)生的足夠的穩(wěn)定性。本發(fā)明的另一個(gè)構(gòu)思可設(shè)想將該雙壁延伸至與各制動(dòng)蹄的重疊區(qū)域，制動(dòng)蹄是該倒蹬閘的部件，且當(dāng)展開時(shí)(即制動(dòng)時(shí))擠壓套筒的內(nèi)壁。制動(dòng)期間產(chǎn)生的這種徑向力由該雙壁吸收，使得幾乎排除了該自行車輪轂在此區(qū)域中的任何變形。盡管壁厚較小且該壁厚在各輪轂元件中的變形期間基本保持不變，這種新穎的自行車輪轂確保了必要的穩(wěn)定性。促成這種穩(wěn)定性的是以下事實(shí)變形產(chǎn)生了例如在輪輞區(qū)域圍繞各輪轂元件的凹槽，這進(jìn)一步增加了空間穩(wěn)定性。當(dāng)然，該新穎的自行車輪轂的較低的重量對安裝了這種自行車輪轂的自行車的整體重量是有影響的，其中，經(jīng)適當(dāng)修改的、根據(jù)本發(fā)明的自行車輪轂?zāi)軌蛴糜谇拜喓秃筝啞Ｔ诟鲝膶贆?quán)利要求中指出了本發(fā)明的其它有益的設(shè)計(jì)。
在下文中，借助于各附圖
中所顯示的新的自行車輪轂的各實(shí)施例再次描述根據(jù)本發(fā)明的エ藝。附圖列表和說明圖I為自行車輪轂的一種實(shí)施例的縱剖面；圖2和3分別為自行車輪轂的俯視圖；圖4為根據(jù)圖I的自行車輪轂的細(xì)節(jié)的縱剖面；圖5也以縱剖面示出了自行車輪轂的額外的細(xì)節(jié)；圖6為自行車輪轂的另ー種實(shí)施例的縱剖面；圖7也以縱剖面示出了自行車輪轂的另ー種實(shí)施例。 圖I和圖6兩者都顯示了一種自行車輪轂，其包括兩個(gè)輪轂元件1、2，這兩個(gè)輪轂元件1、2通過摩擦配合彼此連接，且每個(gè)輪轂元件在側(cè)面上具有彼此相対的端截面3、4，多個(gè)內(nèi)滾珠軌道8已經(jīng)成形于端截面處，用于容納滾珠。每個(gè)端截面3、4被設(shè)計(jì)為在滾珠軌道區(qū)域8中的雙壁，并且該雙壁的壁具有附著于其上的輪輞6、7，輪輞6、7具有用于安裝各輻條的多個(gè)孔11。該雙壁進(jìn)ー步延伸，至少到達(dá)區(qū)域12，該區(qū)域12由與位于該自行車輪轂內(nèi)側(cè)的倒蹬閘相適的制動(dòng)蹄(未示出)限定。輪輞6、7通過套筒5以預(yù)定的距離彼此連接，在這些實(shí)施例中，該套筒5形成在各端截面3中的一個(gè)端截面上。該自行車輪轂通過以下エ藝步驟制得-由單獨(dú)的圓形坯料深拉出兩個(gè)輪轂元件1、2中的每ー個(gè)，-反向拉拔各自的輪轂元件的各管狀端截面3、4，由此將內(nèi)壁以及緊密配合鄰接的外壁形成為雙壁，-將該外壁彎曲成徑向圓周輪輞6、7-將端截面3、4的內(nèi)壁形成為滾珠軌道8，-對各輪輞6、7打孔-將兩個(gè)輪轂元件I、2插入彼此之內(nèi)。此外，為齒轂設(shè)置兩組周向的內(nèi)輪齒9、10,該兩組內(nèi)輪齒9、10彼此平行設(shè)置且被設(shè)置為彼此相距一定距離，其中的一組被功能性地分配給具有飛輪的倒蹬閘。類似于其它變形，內(nèi)輪齒9、10也通過冷成形制得，由此，將各組內(nèi)輪齒9、10中的各齒從外部壓入。在圖I所顯示的示例中，已在第一輪轂元件I中設(shè)置了兩組內(nèi)輪齒9、10。通過對形成在此區(qū)域中的雙壁中的內(nèi)壁進(jìn)行拉拔來制造第二輪轂元件2的滾珠軌道8，該雙壁的外壁優(yōu)選地通過摩擦配合的方式與該套筒5密切地配合且鄰近于該套筒5。該滾珠軌道8的自由正面支撐在該套筒5的正面上。在圖4中，對應(yīng)于圖I中的實(shí)施例，能夠看到第一輪轂元件I的細(xì)節(jié)。能夠看到，通過反向拉拔輪轂元件I來制作輪輞6，輪轂元件I本身通過深拉制得，且輪輞6從該端徑向向外延伸預(yù)定的距離。圖5顯示了第二輪轂元件2的細(xì)節(jié)，將該第二輪轂元件2沖壓到第一輪轂元件I的圓柱形套筒5上，直至滾珠軌道8的自由正面與套筒5的正面接觸。
圖6中顯示了這種新穎的自行車輪轂的另一種實(shí)施例。在此，第一輪轂元件I僅具有一組內(nèi)輪齒9，而另外一組內(nèi)輪齒10形成在第二輪轂元件2中。通過反向拉拔并彎曲第二輪轂元件2的端截面4來形成徑直徑向向外的輪輞7。第二輪轂元件2的內(nèi)壁形成與第一輪轂元件I在重疊的區(qū)域中的內(nèi)壁，而第二輪轂元件2的正面與輪輞7接觸，該輪輞7因此充當(dāng)在將第一輪轂元件I推向第二輪轂元件2上時(shí)的止擋件。因此，兩個(gè)壁形成套筒5的一部分。所示的實(shí)施例的兩件式設(shè)計(jì)允許以一致的方式(即待組裝的方式)提供第二輪轂元件2，并根據(jù)齒轂的設(shè)計(jì)(例如通過改變其直徑)、基于不同數(shù)量的齒輪來提供第一輪轂元件1，該第二輪轂元件2容納倒蹬閘，該第一輪轂元件I容納齒轂。僅第一輪轂元件I的摩擦配合所需要的重疊區(qū)域針對于設(shè)計(jì)中的每種變型而與其匹配。圖7顯示了由圓形的坯料形成為單件式的自行車輪轂。
其顯示了對應(yīng)于圖I和6中所顯示的端截面而形成的、具有其輪輞6的右端截面3。另一方面，通過折邊彎曲加工來制造相對的端截面4處的輪輞7，使得其具有雙層設(shè)計(jì)，而通過以軸向平行地方式拉拔和回縮套筒5來制造端截面4的雙壁，由此，端截面4的雙壁與輪輞7重疊。在此設(shè)計(jì)變型中，內(nèi)輪齒9、10設(shè)置在套筒5中，彼此相距預(yù)定的距離。參考附圖列表I輪轂元件2輪轂元件3端截面4端截面5 套筒6 輪輞7 輪輞8滾珠軌道9內(nèi)輪齒10內(nèi)輪齒11 孔12 區(qū)域
權(quán)利要求
1.自行車輪轂，其被設(shè)計(jì)為薄板金屬部件，具有兩個(gè)徑向向外彎曲的輪輞(6、7)，所述輪輞(6、7)位于端截面(3、4)上且具有用于容納輻條的孔(8)，并且通過套筒(5)以預(yù)定的距離保持在一起，還具有位于所述各端截面處的內(nèi)滾珠軌道(8)，其特征在于，所述端截面(3,4)中的每一個(gè)，至少在所述滾珠軌道(8)的區(qū)域中，形成為包括內(nèi)壁和鄰接的外壁的雙壁，由此，所述輪輞(6、7)附著于所述外壁。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自行車輪轂，其特征在于，其被設(shè)計(jì)為單件式。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的自行車輪轂，其特征在于，其包括通過摩擦配合而彼此連接的若干個(gè)輪轂元件(1，2)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的自行車輪轂，其特征在于，所述雙壁與至少一個(gè)區(qū)域(12)重疊，所述至少一個(gè)區(qū)域(12)由在展開時(shí)緊密配合的倒蹬閘的制動(dòng)蹄限定。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的自行車輪轂，其特征在于，所述端截面(3、4)以及所述套筒(5)中的每一個(gè)都被設(shè)計(jì)為單獨(dú)的部分。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的自行車輪轂，其特征在于，一個(gè)端截面(3)被設(shè)計(jì)為與所述套筒(5)成為一體。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的自行車輪轂，其特征在于，所述套筒(5)或所述第一和/或第二輪轂元件(I、2)中的每一個(gè)具有內(nèi)輪齒(9，10)。
8.自行車輪轂的制造方法，所述自行車輪轂具有位于端截面(3、4)處的兩個(gè)輪輞(6、7)，所述兩個(gè)輪輞(6、7)具有用于容納輻條的孔(8)，且通過套筒(5)以預(yù)定距離保持在一起，還具有在所述端截面處的內(nèi)滾珠軌道(8)，由此，所述端截面(3、4)通過深拉形成，且相關(guān)的輪輞(6、7)中的每一個(gè)以及各自的滾珠軌道(8)不需切割而形成，其特征在于，至少在所述滾珠軌道區(qū)域(8)中形成了包括內(nèi)壁和外壁的雙壁的、每個(gè)端截面(3、4)通過反向拉拔制得，而所述輪輞(6、7)通過彎曲和/或折邊彎曲加工所述外壁而制得。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述套筒(5)以及所附的端截面被設(shè)計(jì)為通過深拉、優(yōu)選地通過深拉封閉的圓形坯料而成的單件式。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述端截面(3、4)由所述輪轂元件(1、2)形成，每個(gè)輪轂元件(1、2)由封閉的圓形坯料深拉為杯狀，且優(yōu)選地通過打孔來移除所形成的基座。
11.根據(jù)權(quán)利要求8-10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過向內(nèi)拉拔來制造至少一個(gè)滾珠軌道(8)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8-11中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，圓周內(nèi)輪齒(9、10)的組形成在所述套筒(5)中。
13.根據(jù)權(quán)利要求8-12中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述內(nèi)輪齒(9、10)通過將其從外部壓入而形成。
全文摘要
一種自行車輪轂，其被設(shè)計(jì)為成形的薄板金屬部件，具有位于端截面(3、4)處的兩個(gè)輪輞(6、7)，這兩個(gè)輪輞(6、7)具有用于容納輻條的孔(8)，且徑向向外彎曲，并通過套筒(5)保持為彼此相距一定距離，還具有在該端截面處的內(nèi)滾珠軌道(8)，該自行車輪轂被設(shè)計(jì)為使得該端截面(3、4)中的每一個(gè)都至少在該滾珠軌道區(qū)域(8)中形成為雙壁，包括內(nèi)壁和緊密配合且鄰接的外壁，由此，該輪輞(6、7)附著于該外壁。
文檔編號B60B27/02GK102753358SQ201180008803
公開日2012年10月24日 申請日期2011年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月9日
發(fā)明者霍斯特·格里姆拉 申請人:尼科爾·格里姆拉, 斯蒂芬·格里姆拉