[发明专利]具有高稳定性的一体式注射成型的车轮

说明书

本发明涉及一种稳定的低重量车轮以及制造该车轮的方法，所述车轮特别适用于高系统重量的自行车、例如电动自行车和载货自行车。根据本发明的车轮包括轮毂、至少三个关于轮轴线旋转对称地布置的实心体轮辐、以及轮缘，其中，由轮毂、轮辐和轮缘形成的主体通过玻璃纤维增强式热塑性塑料的注射成型制成一体件。轮辐具有S形横截面，所述S形横截面的张开角度向轮缘的方向增大，轮辐在车轮的中央横截面中从轮缘朝向轮毂窄缩，并且在通过至少一个轮辐的中央延伸的车轮横截面中从轮毂朝向轮缘窄缩。

技术领域

本发明涉及一种非常稳定的低重量车轮及其制造方法，所述车轮特别适用于高系统重量的自行车、例如电动自行车和载货自行车。

背景技术

用于例如山地自行车、日常自行车、躺式自行车等各种类型的自行车的车轮在各种实施方式和材料方面早已为人所知。关于轮辐结构，可获得由金属制成的具有大量的轮辐的经典的轮辐车轮，以及轮辐数量大大减少并且其中轮辐设计成采用更多的材料来提供所需的稳定性的车轮。如果需要低重量和高稳定性，后一种车轮通常由碳结构制成。然而，碳结构相对昂贵且复杂，因此主要用于体育领域。此外，如果不采取特定对策，则对侧向冲击载荷的稳定性通常是不足的。

近年来，载货自行车、车队自行车和电动自行车、如助踩式自行车和电助力自行车的使用大大增加，并且电驱动器特别用于载货自行车和车队自行车。鉴于电动自行车的更高速度和载货自行车的增大的重量，车轮应能够承受所涉及的增大的机械应力。如上所述，上述碳结构车轮在精心设计的情况下重量轻且稳定，但制造成本高且费力，并且在吸收运动自行车的非典型负荷、例如侧向冲击负载方面仍然有待改进。

DE 3536308 A1公开了一种车轮，其描述成特别适用于轮椅，所述轮椅相应地具有高弯曲强度并且对于扭转载荷也是稳定的。具有轮毂、轮辐和轮缘的车轮由塑料模制成一体件，其中，轮辐是中空轮辐，并且轮辐具有限定的横截面尺寸和限定的横截面轮廓。然而，模制成型的塑料车轮的稳定性仍然有待提高。

US 4,930,844公开了一种车轮，其中，轮毂、轮辐和轮缘床由玻璃纤维增强式聚酰胺整体地模制成一体件；然而，为了提供足够的稳定性，它们包括连接到轮缘的金属环。仅由纤维增强式塑料制成的车轮的稳定性显然是不够的。

EP 1083063 A2公开了一种具有S形轮辐横截面的一体式注塑成型车轮，其可以是玻璃纤维增强的。进一步描述了轮辐的横截面朝向轮毂增大，S形朝向轮毂加宽。此外，轮辐在轮毂部分中彼此正弦地凸缘连接。

WO 2014/099197 A1公开了降低车辆车轮、例如自行车车轮的风阻的方法。对于自行车车轮，公开了一种椭圆形轮廓。

发明内容

本发明的一个目的在于提供稳定的车轮，所述车轮能够承受特别是在电动自行车和/或载货自行车中可能出现的增大的机械应力，所述车轮具有可接受的、优选地低的重量并且可利用少量的工艺步骤低花费地大量生产。车轮还应尽可能耐用，并且几乎不需要维护。

该目的通过根据本发明的车轮来解决，所述车轮特别适用于自行车、电动自行车和载货自行车，并且包括轮毂、关于轮轴线旋转对称地布置的至少三个实心体轮辐、以及轮缘，其中，轮毂、轮辐和轮缘的主体通过玻璃纤维增强式热塑性塑料的注射成型制成一体件，其特征在于，

-轮辐具有S形横截面，所述S形横截面的张开角度向轮缘的方向增大，

-轮辐在车轮的中央横截面中(或在车轮的轴向方向上的平面图中)从轮缘朝向轮毂窄缩，以及

-轮辐在通过至少一个轮辐的中央延伸的车轮横截面中从轮毂朝向轮缘窄缩。

本发明还提出一种生产车轮的方法。