自行车的车轮 |
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| 申请号 | CN201410363700.7 | 申请日 | 2014-07-28 | 公开(公告)号 | CN104339976A | 公开(公告)日 | 2015-02-11 |
| 申请人 | 玛维克简易股份公司; | 发明人 | 杰-皮埃尔·梅卡; | ||||
| 摘要 | 自行车 的 车轮 (1)，具有轴线(A)及与之垂直的中间平面(M)，车轮(1)包括轮圈(3)和轮胎(2)，轮圈包括上桥部(31)和至少一个左侧翼部(321)，上桥部包括限位件(37)，左侧翼部和限位件界定一个左侧凹槽(341)，沿一个径向平面具有一个幅度(a)的开口、一个大于所述开口的最大延伸部分(c)和一个面积(Sg)的截面；所述轮胎包括一个 外壳 (31)和至少一个不可 变形 的左侧胎缘(61)，其沿径向平面有一个最大延伸部分(d)、小于(d)的厚度(e)，其中(d)大于(a)；胎缘厚度(e)小于或等于(a)；胎缘截面积(St)小于(Sg)；胎缘具有50至2000MPa的横向模量。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种自行车的车轮，具有轴线(A)以及具有与该轴线(A)垂直的中间平面(M)，所述车轮包括一个轮圈和一个轮胎，其中： |
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| 说明书全文 | 自行车的车轮技术领域[0001] 本发明涉及自行车的车轮；更具体地，本发明涉及一种用于自行车轮的新型轮胎。本发明还涉及旨在用于接收新型轮胎的轮圈。 背景技术[0002] 自20世纪初以来即使用装备有充气轮胎的自行车车轮。目前，有两种自行车轮胎：一种是管状轮胎，通常被称为“内胎(boyau)”；另一种是直边轮胎(pneumatique à tringle)，通常被称为“外胎(pneu)”。这两大类轮胎各有其优点和劣势。 [0003] 文献FR 778 744公开了一种内胎。该内胎包括一个织物环，其可涂有橡胶，其两边彼此缝合以构成一个管环(tore)。在缝合前，将一个空气腔插入到管环的内部。然后，将一个胎面(bande de roulement)粘在管环外部。内胎通过粘合固定在轮圈上。这种固定方式较好，因为粘合的表面十分大。然而，由于制动而导致的发热可在一些情况下使粘合剂熔化并造成事故。 [0004] 把内胎安装到轮圈上时，造成了轮圈的轻微箍紧。对于辐条绷紧的车轮来说，箍紧会导致辐条的张力有约1daN的损失。内胎充8巴的空气之后，箍紧微增，总的张力损失约有8daN。该损失的张力相对于车轮的辐条张力可以忽略，竞赛用自行车车轮辐条张力可达100daN。事实上，在配备有内胎的车轮中，轮胎所施加的载荷和空气压力在轮圈上的作用力相对较小，甚至可以忽略。而且，这一载荷不包括轴向的组成部分。 [0005] 配备有内胎的车轮有着巨大的优势：轻便。事实上，内胎自身十分轻便，因为其环形的形状使其能有利地抵抗强充气压力，即使采用柔性和轻便的结构也是如此。内胎的柔韧性(或刚性)可以通过对内胎施给定的力而测量其直径不因此而增加来评定。已知的是，该径向刚性可通过以下方式测量：将内胎靠在两个半圆柱体上，记录径向分离这两个半圆柱体所需要的力随分离两个半圆柱体所施加的位移而变化的规律，该记录结果理想地是通过分离随后拉近两个半圆柱体的事实并且理想的是平均值以消除摩擦力的影响，然后，通过计算力随位移变化的平均斜率而确定刚性。一般而言，在这一范围内，一个不充气的内胎的径向刚性大约是1daN/mm，而充气8巴的内胎的径向刚性大约是6daN/mm。 [0006] 此外，由于接收内胎的轮圈只受到内胎很小的载荷，它可以是相对更轻便的结构。事实上，内胎非常高的轻便性是所有专业自行车手的不二之选。但是，内胎也有很多劣势，例如：其在轮圈上复杂的粘合/脱胶、修补难度，当人们为了可修理必须携带备用内胎时的其体积和重量、其明显大于外胎的成本、以及内胎在贴地滚动时的破损风险。所有这些劣势几乎已经使内胎不再应用于业余用途和自行车休闲。 [0007] 另一大类轮胎，即直边轮胎，解决了内胎的一些劣势。尤其是其方便在轮圈上脱卸/再安装。直边轮胎不像内胎一样有闭合的管环，而是有一个开放式的管环，即高于轮圈的部分(上桥部和侧翼部(pont supérieur et ailes latérales))，以确保闭合。直边轮胎广泛地应用于所有陆地交通工具：自行车、摩托车和汽车。 [0008] 为了可正常地运转，必须有两个非延展性的胎缘内钢丝圈(tringle)。这些胎缘内钢丝圈因它们外围的加箍作用而回收空气压力施加于轮胎骨架上的径向作用力的几乎全部分力，由此当轮胎充8巴的空气时，每个胎缘内钢丝圈的张力达到约200daN，这种胎缘内钢丝圈因此应当有很大的抵抗性，以在行驶的重复张力和疲劳状态下不断裂，但其还应当刚性很强，以在空气压力的作用下不延展太多，因而也就没有通过膨胀以及由此越过轮圈外缘以上而脱出的风险。这些可由钢或复合材料制成的胎缘内钢丝圈是重的。按照材质和截面不同，公路自行车外胎的一对胎缘内钢丝圈的重量可为40g至100g。与内胎相比，一个包括两个胎缘内钢丝圈的外胎的刚性大约是80daN/mm，并且对于非管式外胎(pneu tubeless)，其可达约240daN/mm，是充气内胎的13至40倍。 [0009] 在自行车领域，最初的直边外胎安装于具有直翼部(ailes droites)的轮圈，而后出现具有钩部(crochets)的轮圈。文献FR 2 351 803描述了一种具有钩部的轮圈，用于安装直边轮胎。在结构上，用于直边外胎的轮圈必须比相同尺寸的用于内胎的轮圈抵抗性更大，因此更重。实际上，如果一个外胎要充气8巴的压力，其径向负载于轮圈的力达到可观察到辐条张力损失约30daN的程度。这一径向向心载荷力大致和轮圈的内部宽度、直径以及压力成正比，通过机械分离外胎+轮圈系统，表明空气压力在轮圈上的径向向心作用基本上和骨架在胎缘内钢丝圈上的离心径向作用相反。轮圈的翼部还必须抵抗轴向载荷力，该轴向载荷力由轮胎胎缘(talon)施加于其上并推动其打开。 [0010] 最后，由于胎缘内钢丝圈不可延伸，并且为了能够安装与脱卸外胎，需使其可越过钩部，必须存在一个相对较深的槽(gorge)，以接收胎缘内钢丝圈的与越过钩部的部分在直径方向上相对的部分。这就是为什么接收直边轮胎所需的轮圈具有相对较大的深度、一般为大于7.5mm的原因。为了不特别容易弯折，该深槽的壁应当又厚又重。 [0011] 一般地，在装有直边外胎的辐条绷紧的车轮中，辐条的张力取决于充气的压力；随着充气压力的增大，外胎在轮圈上的载荷力增大，张力减小。因此，当轮胎充满气时，为了获得必要的张力，具有外胎的车轮必须在制造时进行加强紧固。 [0012] 自行车的后车轮中，辐条层是不对称的，并且观察到下述现象：在这种车轮装有轮胎而压力变化的情况下，这两个辐条层不对称松弛，使得轮圈略微偏心(décentrage)，因此，适宜的是，最好在制造车轮时，通过一个相反的原始偏离(déport initial opposé)来弥补，对这一现象采取预先的措施。 [0013] 在具有外胎的车轮爆胎时，压力的损失通常很快，因为轮圈和轮胎的连接点不是预先密封的状态，压力的损失可能是非常危险的，特别是在山区下山时。此外，当外胎的压力完全没有时，外胎通常都会从轮圈上掉下来，这常导致自行车的完全失控，这与粘在轮圈上的内胎相反。 [0014] 除了安装的容易性，在一些情况下，直边轮胎也同样允许“非管式”安装。文献FR2 829 969公开了“非管式”车轮。该方案的优势在于通过抑制因刺破而引起的几乎所有爆胎而限制爆胎数量，然而，由于其产生的慢性漏气，其效果仍会减弱。但是，车轮的整体重量还是因车轮不带充气室而比带充气室的车轮大。结果，一方面，胎缘内钢丝圈的刚性必须更强，因此也必须更重，另一方面，轮圈必须有更强的抵抗性，并有匹配的外廓，充气时具有初步的密封性。在该文献中可以注意到，接收外胎胎缘的槽特别深，直至轮圈高度的一半。 [0015] 一般而言，车轮和直边轮胎所受到的重量方面的不利条件，特别是非管式车轮所受到的重量方面的不利条件，所导致的后果是，专业自行车手在道路或赛道上均不使用直边轮胎，同样，在道路上骑自行车旅行时，也很少使用无充气室的轮胎。事实上，无充气室的车轮的使用目前局限于越野自行车领域、其中设备的重量不如在道路上骑行那么关键的领域。 发明内容[0016] 本发明的目的是弥补现有技术的不足。 [0017] 本发明的目的特别是制造一种用于自行车、用于道路自行车运动例如VTT的车轮，其应如具有内胎的车轮一样轻便，并且其应如具有开放式轮胎的车轮一样实用。本发明旨在提供一种使用简便的轻便自行车车轮。 [0018] 本发明的目的通过提供一种自行车轮胎实现，所述轮胎包括一个外壳和位于外壳的两个侧边的两个胎缘，所述轮胎具有开放的管环形状，且限定一个内部体积，两个胎缘中的至少一个具有一个凸肩(epaulement)和一个支柱(béquille)，所述凸肩形成从相邻的外壳部分向外侧突出的突出部分，所述支柱沿一个径向平面位于胎缘的第二末端；所述凸肩沿一个径向平面位于胎缘的第一末端，并且在其外表面包括一个第一支撑表面和一个边缘；所述第一支撑表面位于所述边缘和所述外壳之间，并且所述支撑表面相对于所述边缘缩进；所述支柱包括一个位于其内侧的第二支撑表面。 [0019] 优选地，本发明的轮胎具有以下特征的可接受的所有技术组合： [0020] -在一个径向平面中，第一支撑表面的法线方向基本上与外壳相切； [0021] -胎缘基本上是不可变形的； [0022] -第一支撑表面相对于凸肩边缘的缩进深度大于0.2mm； [0023] -胎缘的纵向模量，或构成胎缘的不同元件的等同模量，小于2,000MPa； [0024] -胎缘的横向模量，或构成胎缘的不同元件的等同模量，大于50MPa，优选大于100MPa； [0025] -第二支撑表面的法线方向和第一支撑表面的法线方向成70°-110°、优选75°-105°的角； [0026] -胎缘在一个径向平面中具有延长的截面，其中胎缘的最大延伸部分大于其厚度的1.6倍； [0027] -胎缘的截面具有基本上为三角形的形状，其中胎缘在凸肩处的厚度比其在支柱处的厚度大； [0028] -胎缘包括一个环形的芯，其纵向模量小于2,000MPa且其横向模量大于50MPa、优选大于100MPa； [0030] -一个径向加固部至少部分地包裹芯；所述径向加固部包括多个彼此平行的且在一个径向平面取向的纤维； [0031] -芯由密度小于2的材料制成； [0032] -胎缘是独立于外壳的一个部件，其与外壳通过缝合、粘合或焊接相连，[0033] -胎缘包括一个用于将其与外壳固定的胎面层(chape)，所述胎面层在一个径向平面中具有4至15mm、优选6至13mm的高度； [0034] -胎缘的胎面层以夹层的方式插入外壳内部； [0035] -胎缘的材料具有50至2000MPa的模量； [0036] -胎缘的材料具有大于40的肖氏D硬度； [0037] -胎缘的材料具有小于2的密度； [0038] -轮胎的径向刚性小于8daN/mm； [0039] -外胎的宽度为18mm至60mm； [0040] -轮胎相对于中间平面是对称的并且两个胎缘相同。 [0041] 本发明的目的还通过提供一种用于自行车轮的轮圈而实现，所述轮圈具有轴线(A)以及具有与该轴线(A)垂直的中间平面(M)，所述轮圈包括一个上桥部和至少一个左侧翼部，所述左侧翼部自所述上桥部径向向外延伸以远离轴线，所述上桥部包括一个相对于中间平面位于与所述左侧翼部同一侧的限位件(butoir)，从而所述左侧翼部和所述限位件界定一个向上开口的左侧凹槽；所述左侧翼部延伸出一个钩部，所述钩部形成径向向着轴线且轴向向着中间平面的突出部分，从而靠近轴线和中间平面。沿一个径向平面，通过钩部与限位件之间的距离限定的凹槽的开口幅度小于凹槽的最大幅度。 [0042] 优选地，本发明的轮圈具有以下特征的可接受的所有技术组合： [0043] -钩部的基部末端与左侧翼部分开，从而凹槽的一部分内体积径向位于钩部的基部末端之外， [0044] -在钩部顶端与凹槽底部之间测量的凹槽深度小于6mm，优选小于5mm，[0045] -钩部的正立面(face frontale)包括一个第一挡块表面(première surface de butée)，且限位件的正立面包括一个第二挡块表面，并且第一挡块表面的法线方向与第二挡块表面的法线方向成75°-105°的角； [0046] -上桥部的径向幅度——其对应于上桥部最接近轴线(A)的部分与轮圈最远离轴线(A)的部分之间的直径差值——小于7mm，优选小于6mm； [0047] -位于钩部下方的凹槽的体积的轴向延伸部分大于0.6mm，优选大于0.8mm； [0048] -位于限位件下方的凹槽的体积的轴向延伸部分大于0.8mm，优选大于1mm； [0049] -沿一个径向平面，第一挡块表面是一段直线部分； [0050] -沿一个径向平面，第二挡块表面是一段直线； [0051] -沿一个径向平面，第一挡块表面是圆弧； [0052] -沿一个径向平面，第二挡块表面是圆弧； [0053] -轮圈相对于中间平面对称，并且包括一个右侧钩部、一个右侧限位件和一个右侧凹槽； [0055] -轮圈至少部分地由复合材料制成； [0056] -本发明的轮圈还具有凹槽最大延伸部分的幅度小于8mm的特征； [0057] -轮圈的宽度为18mm至40mm。 [0058] 此外，本发明的目的还通过提供一种自行车的车轮而实现，所述车轮具有轴线(A)以及具有与该轴线(A)垂直的中间平面(M)，所述车轮包括一个轮圈和一个轮胎，其中： [0059] -所述轮圈包括一个上桥部和至少一个左侧翼部，所述左侧翼部自所述上桥部径向向外延伸以远离轴线(A)，所述上桥部包括一个相对于中间平面位于与所述左侧翼部同一侧的限位件，从而所述左侧翼部和所述限位件界定一个左侧凹槽，所述左侧凹槽沿一个径向平面具有一个幅度(a)的开口、一个大于所述开口的最大延伸部分(c)和一个面积(Sg)的截面， [0060] -所述轮胎包括一个外壳和至少一个左侧胎缘，其沿一个径向平面具有一个最大延伸部分(d)、一个小于(d)的厚度(e)和一个面积(St)的截面， [0061] -胎缘的最大延伸部分(d)大于开口的幅度(a)； [0062] -胎缘的厚度(e)小于或等于开口的幅度(a)； [0063] -胎缘的截面面积(St)小于凹槽的截面面积(Sg)； [0064] -胎缘具有50至2000MPa的横向模量。 [0065] 优选地，左侧翼部延伸出一个钩部，所述钩部形成径向向着轴线(A)且轴向向着中间平面(M)的突出部分，从而靠近轴线(A)和中间平面(M)；所述胎缘具有一个凸肩，所述凸肩形成从相邻的外壳部分向外侧的突出部分，所述凸肩沿一个径向平面位于胎缘的第一末端；从而当外胎被充气时凸肩与钩部接触。 [0066] 优选地，钩部的正立面包括一个第一挡块表面；钩部的基部末端与左侧翼部分开，从而凹槽的一部分内体积径向位于钩部的基部末端之外；所述凸肩在其外表面包括一个第一支撑表面和一个边缘，所述第一支撑表面位于所述边缘和所述外壳之间，并且所述支撑表面相对于所述边缘缩进；从而，当轮胎被充气时，第一支撑表面抵靠于第一挡块表面并且边缘接收于凹槽的上体积。 [0067] 优选地，限位件的正立面包括一个第二挡块表面，其法线方向(A37)与第一挡块表面的法线方向(A35)成75°-105°的角；所述胎缘包括一个支柱，所述支柱沿一个径向平面位于胎缘的第二末端并且包括一个位于其内侧的第二支撑表面；第一挡块表面的法线方向(A35)和第二挡块表面的法线方向(A37)成75°-105°的角，并且第二支撑表面的法线方向(A67)和第一支撑表面的法线方向(A65)成75°-105°的角。附图说明 [0069] 图1是本发明第一实施方案的车轮的图； [0070] 图2是本发明第一实施方案的轮胎沿着径向平面的剖面图； [0071] 图3是图2的细节图，示出轮圈的一部分； [0072] 图4是图2的细节图，示出轮胎的一部分； [0073] 图5是图2的细节图，示出轮胎和轮圈之间力的平衡； [0074] 图6a-6g是细节图，示出将胎缘(talon)安装就位于凹槽内的不同阶段； [0075] 图7是第一实施方案的车轮处于胎缘连接(talonnage)的图； [0076] 图8a、8b、8c、8d是本发明轮胎的胎缘的替代方案图； [0077] 图9是本发明第二实施方案的剖面图； [0078] 图10是本发明第三实施方案的剖面图； [0079] 图11是示出本发明第三实施方案的轮胎的胎缘的透视细节图； [0080] 图12是本发明第三实施方案的变型； [0081] 图13、14和15是本发明第四实施方案的车轮。 具体实施方式[0082] 图1描述了一个本发明的车轮1。这种车轮包括符合本发明的轮胎2和轮圈3，以及轮毂(moyeu)4和辐条5。本发明的范围不局限于装配紧绷的辐条的车轮，因为符合本发明的具有棒的车轮(roueà )或透镜式车轮(roue lenticulaire)也是可考虑的。本发明涉及的是用于自行车的车轮。尤其不同于机动车车轮，自行车车轮的特征是更为轻便和轮胎充气压力可以非常大。实际上，自行车车轮的质量很少超过几千克(1-4kg)，而机动车的车轮不低于10-15kg。本发明特别适用于竞赛、尤其是公路竞赛自行车车轮的领域。 实际上，在该范围内，为了实现更高的性能整个车轮的重量低于2kg和1kg，而其充气压力达到10巴，而小轿车和摩托车领域中充气压力小于3巴。 [0083] 图2示出了本发明第一实施方案的车轮在径向平面(R)中的截面。图2和后面大部分的图都是在径向平面(R)中获得的剖面。在该说明的范围内，将其中包括车轮的轴线(A)的整个平面称为径向平面(R)。轮圈3通过已知的方式由具有轴线(A)——车轮的轴线——的闭合管环(tore)构成。此管环相对于中间平面(M)对称。它由下桥部38、上桥部31、两个侧壁33界定。所述的管环的上面为与轮胎的接触面区域。该接触面区域包括两个从侧壁延伸出的侧翼部32和中心铺面36。铺面36由上桥部的中心部分构成，所述中间部分形成相对于上桥部的侧面部分向上的突出部分。在随后的所有说明中，都参考图2示出的车轮截面给出“向上”和“向下”的方向概念。从而，“向上”是指远离车轮的轴线(A)的径向方向，而“向下”指的是接近车轮的轴线(A)的径向方向。同样的，“向内”的方向相当于接近车轮的中间平面(M)的轴向方向，而“向外”相当于远离中间平面(M)的轴向方向。 [0084] 左侧凹槽341由此在铺面36和左侧翼部321之间限定。对称地，右侧凹槽342在铺面36和右侧翼部322之间限定。 [0085] 图3是图2的细节图，示出了左侧凹槽341。它构成一个半封闭的环形体积，由左侧翼部321的内表面、上桥部31的左侧部分的上部和铺面36界定。左侧翼部321延伸出一个向下向内的钩部35。在此处示出的实施方案中，从左侧壁331与上桥部31的连接处向上延伸的左侧翼部321，向下形成一个拐角从而形成钩部35。钩部的末尾有一个正立面(face frontale)，其构成第一挡块表面353。该第一挡块表面353是一个截锥形的表面，其与一个径向平面的交叉是与车轮轴线(A)构成10°-80°的角度β的一段直线。轴线(A35)定义为与第一挡块表面353垂直的方向。在此处所述的实施方案中，钩部的正立面与第一挡块表面353垂直，从而轴线(A35)还与钩部35的指向轴相对应。两者之间的角β’——在径向剖面平面中，左侧翼部321的轴线(A32)和钩部35的指向轴(A35)——基本上等于角β，这是因为一方面翼部32基本上是垂直的，并且另一方面第一挡块表面353垂直于轴线(A35)。 [0086] 铺面36的左侧部分的末端是一个限位件(butoir)37。它具有第二挡块表面373，其是截锥形的，且其与径向平面的交叉是与第一挡块表面353构成角度γ的一段直线。优选地，角度γ为70°-110°。在此处所述的实施方案中角γ等于90°。 [0087] 轴线(A37)定义为与第二挡块表面373垂直的方向。优选地，轴线(A37)和车轮轴线(A)构成30°-80°的角 正如上述提到的，左侧凹槽341是半闭合的环形体积，其开口在钩部35和限位件37之间形成。该开口向上且向内，即朝向车轮中间平面的方向。实际上，限位件37相对于钩部35设置在靠下和靠里的位置。开口的幅度——由钩部35和限位件37之间的距离(a)给定——小于凹槽34的最大延伸部分(c)。所述的实施方案中，凹槽的最大延伸部分相当于左侧翼部321拐角凹陷部位和左侧凹槽341的内侧底部之间的距离。这一距离(c)大概有4.5mm，而距离(a)只有2.2mm。 [0088] 凹槽的内部体积的一部分在径向上位于钩部35的末端基部356的上方。实际上，钩部的末端基部和左侧翼部的内表面是分开的，两者并未接触，从而在钩部和侧翼部之间形成空间。该空间被称为凹槽的上部体积345。位于钩部35下方的凹槽体积的轴向延伸部分(r35)超过0.6mm，优选超过0.8mm。 [0089] 凹槽内部体积的另一部分位于限位件37的下方，该空间被称为凹槽的安装体积375。安装体积相对于中间平面(M)位于第二挡块表面373以内。安装体积375的轴向延伸部分(r37)超过0.8mm，优选超过1mm。 [0090] 本发明的轮圈的特点是从其高度来看左侧和右侧凹槽的较小的深度。实际上，深度(h)——其对应于凹槽的底部和侧翼部32的顶端355之间的高度差值——小于其高度(H)的30％，优选25％。就绝对值而言，本发明的轮圈的深度(h)小于6mm，优选小于4.5mm。 [0091] 本发明的轮圈的特点还在于不存在上桥部的中心部分中的较深的槽，并且更一般而言，其特点还在于上桥部的较小的径向幅度。用(hp)来指称上桥部对应于上桥部最接近车轮轴线(A)的部分与轮圈最远离轴线(A)的部分的直径之间的直径差值的径向幅度。在第一实施方案中，上桥部最接近轴线的部分由凹槽的底部构成；轮圈的最远离的部分由中心铺面的顶端以及侧翼部顶端构成。如前言提到的，该径向幅度对轮圈整体重量的影响并不是微不足道的，这是因为该幅度越大，上桥部的壁应当越重。在本发明的一个轮圈中，可以以从未达到的比例减少该幅度，以制造用于竞赛自行车的金属轮圈。幅度(hp)小于7mm，优选小于6mm。可合理地设想幅度(hp)约4mm的轮圈。 [0092] 如图1和2所示，轮胎2具有一个开放式管环的形状。其包括一个柔性外壳21和两个胎缘6。外壳21的上方有一个胎面22。此处所述的实施方案中，外壳21、胎面22和胎缘是彼此缝接(coudre)和/或胶接的不同零件。也可以将这些元件制成整体件。 [0093] 图4是图2的另一张细节图，部分地示出了轮胎2。所示出的左侧胎缘61完全由与外壳的其他部分不同的芯68构成。该芯有非环形的截面，其准确的形状详见下文。芯68包括一个附属部64、一个用于将芯68固定于外壳21的胎面层(chape)63，以及一个连接胎面层63和附属部64的基座66。附属部64在第一末端包括一个向轮胎的外部突出的凸肩65，在另一末端包括一个支柱67。凸肩65的外表面包括一个与相邻的外壳21部分构成75°-105°的角α的表面。该表面构成胎缘的第一支撑表面653。优选地，并且在此处所述的方案中，角α基本上是90°。该剖面图中，轴线(A65)对应于与第一支撑表面653在其中间部位垂直的方向，基本上与外壳21相切。凸肩65末端的一部分形成一个边缘654。 第一支撑表面653相对于边缘654和环绕边缘的胎面层63缩进。r65的数值是第一支撑表面653的缩进深度的度量。优选地，r65值大于0.2mm，优选大于0.3mm。 [0094] 朝向轮胎内部体积的支柱67的表面大致平滑，并且其构成胎缘的第二支撑表面673。轴线(A67)是第二支撑表面的法线方向。胎缘的第一支撑表面653和第二支撑表面 673之间的角δ是70°-110°。角δ还可存在于轴线(A65)和轴线(A67)之间，其范围： 在实施方案中，第一和第二支撑表面与径向平面的交叉位于右侧。 [0095] 引导表面655位于凸肩65之下。该表面大致与第二支撑表面673平行。 [0096] 对应于附属部64的最大延伸部分的、位于凸肩65和支柱67的末端的之间的距离(d)，比基座66的厚度(f)大。在此处所述的实施方案中，(d)为3.4mm，比(f)的值1.2mm大两倍以上。 [0097] 胎缘大致具有一个延长三角形的形状，凸肩区域的厚度比支柱区域的厚度大。 [0098] 胎面层的长度大约限定了胎缘和外壳之间胶接的接触面的高度(i)。这一高度足够让接触面可对抗二者之间的应力。具体地，轮胎充气导致产生黏附应力(contrainte de cohésion)，尤其是在胎缘的胎面层中和轮胎外壳的骨架中的剪切力。该剪切应力随轮胎充气压力而增大，且随在径向平面测量的连接界面长度而减小。实践中，优选使胎面层和/或胶接界面的高度(i)大于4mm。然而，为了避免轮胎太硬，优选限定高度(i)尤其是不大于数值15mm。胎面层的高度是6-13mm时获得良好的结果。图5示出当轮胎被充气至10巴压力时轮圈/轮胎的界面位置处的线性力(单位切线长度的力)。黏附力F1对应于轮胎由于充气压力所受到的力。这一力大约是12.5N/mm(对于23mm的轮胎)，其切向作用于外壳，位于P点。该力原则上被钩部的作用于C点的反作用力F2弥补。P点和C点之间的偏移产生一个力矩，该力矩被限位件的作用于B点的反作用力弥补。 [0099] 有利地，在符合本发明的车轮中；作用于轮胎的基部的黏附力原则上被轮圈弥补，而不是如在直边轮胎、例如从现有技术已知的直边轮胎的情形中被胎缘内钢丝圈弥补。因此，作用于上桥部31和其铺面36的向心的空气压力，由此被轮胎作用于轮圈上的钩部的离心力径向地抵消和平衡，由此消除了在空气压力的影响下的轮圈的变形和辐条的松弛。 [0100] 本发明的轮胎的胎缘因此应当遵从一些特征，以使轮胎抗10巴的充气压力。胎缘构成一部分的膜，其尤其应抵抗横向弯曲，其倾向于变形直至支柱屈曲以及胎缘脱离凹槽。具有厚度(e)的膜在弯曲时的刚性，表征为其模量乘以厚度三次方的乘积(Pr)“Pr＝3 E.e”。由于轮胎总质量的限制，选择使胎缘的厚度(e)限制为至3.5mm，优选小于3mm。由于凸肩的存在，厚度(e)都大于1mm，优选大于2mm。 [0101] 本发明的胎缘所需的耐横向弯曲性的特征是乘积(Pr)超过800N.m，优选超过2000N.m。从而，胎缘需要的横向模量大于50MPa，优选大于100MPa。 [0102] 另外，胎缘还应具有使其在充气压力的作用下不撕裂的抗拉强度。胎缘以及尤其是基座66受到特别大的剪切应力。在此处所述的例子中，基座66中的剪切应力达到7.5MPa。另外，还需要注意，为了方便，自行车轮胎目前是以折叠的形式入库和销售并且其需要随后在无损害的情况下在使用前打开。为了在折叠后无问题地恢复其使用形状，胎缘应当具有一个阈值延伸率和足够的抗拉强度。由于这些原因，应当设计抗拉强度至少为 15MPa的胎缘。 [0103] 如从下文可见，轮胎的安装与卸除需要轮胎径向的延伸和胎缘的径向柔性。胎缘的纵向模量——其表征轮胎以稍许增大直径的方式伸展的可能性——小于2000MPa，由此使轮胎的刚性优选小于5daN/mm(该刚性也正比于胎缘截面)，以便于轮胎的安装。 [0104] 第一实施方案中，胎缘完全由芯68组成，且芯68是单独一种材料构成。前文提到的模量限制值直接适用于构成芯的材料。从下文看，本发明不限于该实施方案。实际上，可以考虑采用两种或更多种材料构建胎缘和胎缘的芯。例如，胎缘除具有先前关于整个胎缘提到的特性的芯之外，可还包括完全或部分覆盖的一个或多个覆层。例如，芯可被织物覆盖，被细弹性体层覆盖或被橡胶覆盖。这样的芯不等同于柔性或刚性的胎缘内钢丝圈，例如不等同于实际上用于制造轮胎、尤其是自行车轮胎的那些。实际上，其纵向模量应当使得能将轮胎通过直径的扩展安装在符合本发明的轮圈中，即浅底轮圈(jant peu profonde)中。相反地，其横向模量应当使得胎缘不发生过度变形并且能抵抗受到的弯曲应力和剪切应力。在胎缘是一个由多个部分组成的复合结构的情况下，上述提到的模量对应于复合结构的等同模量。等同模量是考虑了胎缘的所有部分、其几何形状和固有特征的计算结果，并且用均质等同材料给出等同变形率。 [0105] 胎缘的芯可全部由单独一种材料制成，并且该材料应当具有一定的横向(即沿径向平面)弹性模量。这从以下考虑是非常重要的：凸肩65或支柱67应当在弯曲下使用，而基座66受到特别强烈的剪切应力。在此处所述的例子中，在10巴压力的情况下，基座66的剪切应力达到约7.5MPa。相反地，构成胎缘的芯的材料具有纵向模量，其大大小于常用于制造轮胎的胎缘内钢丝圈的钢材或纤维(例如芳纶)的值。实践中，选择横向模量大于50MPa，优选大于100MPa的材料。 [0106] 适用于制造胎缘的芯或胎缘本身的材料，根据本发明，是模量为50-2000MPa的材料，该数值比天然橡胶硬至少50倍，比钢材硬度小至多100倍，橡胶和钢材是制造轮胎使用的两种参照材料。其另外具有大于15MPa的抗拉强度。 [0107] 采用模量是100-2000MPa的材料可获得良好结果。 [0108] 优选地，该材料具有大于40的肖氏D硬度(模量大约是100MPa)。自行车的轮胎实际上采用肖氏A硬度60至70的橡胶制造，其大致对应于约1.5MPa-3MPa的弹性模量。 [0109] 胎缘的芯68的体积相对较大。例如，在实施方案中，芯的截面大约是6mm2。因此，3 为了不加重轮胎，优选选择密度小于2g/cm 的材料。 [0110] 不管怎样，为了减轻轮胎，胎缘截面应当最小化。因此，优选限制胎缘截面不超过2 2 2 16mm，更优选不超过10mm。例如，对于周长大约是1950mm的车轮，各自具有10mm 截面的 3 采用单位体积质量1g/cm 的材料制造的一对胎缘，一对的重量大概是39g，这对于轮胎的总质量不是微不足道的。 [0111] 例如，热塑性胎缘可以通过双材料挤出制造，对于胎缘接近支撑区域65的基部区域采用PEBAX 7033(ARKEMA)，对于胎面层63的上部区域采用PEBAX 4033。PEBAX 7033具有大约380MPa的杨氏模量(50＜380＜2000)、69的肖氏D硬度(69＞40)和52MPa的抗破裂强度；而PEBAX 4033具有大约80MPa的模量(50＜80＜2000)、46的肖氏D硬度(463 ＞40)和37MPa的抗破裂强度，它们的单位体积质量是1.02g/cm。 [0113] 在第一实施方案的变型中，胎缘由两种不同的材料的组合体构成。整个凸肩/支柱由此由第一材料制成且胎面层由第二材料制成。所述两种材料可以是弹性和/或热塑性两相，二者之间被如专利FR 2 749 018所述的双相增容剂连接。 [0114] 其 他 适 于 制 造 胎 缘 的 芯 的 材 料 例 如 Hytrel(Dupont de Nemours)、Pebax(ARKEMA)、Elastolan(BASF Elastomère de Polyuréthane)、PEHD(Polyéthilène Haute densité)、Rilsan(ARKEMA Polyamide 11)、Grilamid(EMS Polyamide 12)或橡胶和硫化橡胶涂层合成织物。上述列举并不是穷举，其他未被列举的材料也是方便的。 [0115] 图6a-6g示出了如何安装本发明的轮胎和轮圈。这一系列图示出的是左侧胎缘61在左侧凹槽341中的组装。 [0116] 图6a中，左侧胎缘61的圆周的大部分(＞300°)已经就位于凹槽中。该安装是以无论何种轮胎都相同的方式简单实现的。只待使左侧胎缘的最后部分(＜60°)通过左侧翼部321的上方。由于左侧凹槽的深度较小，左侧胎缘与待通过翼部的部分直接相对的部分，不能朝车轮内移动从而有助于通过翼部。然而，胎缘的纵向模量——其大于轮胎外壳的纵向模量——使得胎缘的直径可以扩大约10mm，以便于胎缘通过翼部上方。 [0117] 图6b所示的是随后胎缘通过左侧翼部321这一阶段。轮胎的弹性使支柱67限制于抵靠在铺面36；并且使附属部的引导表面655限制于作用于钩部35。 [0118] 于是，只要通过使轮胎的外壳变形直到其达到图6c的构型就可以使胎缘旋转。有利地，铺面包括支柱67在其上滑动的平滑表面363。在这一构型中，附属部的厚度(e)允许其滑动入开口，直到像图6d所示的那样支柱达到抵靠于凹槽底部。 [0119] 附属部的最大延伸部分(d)小于钩部35和凹槽底部之间的距离(b)。由此，当轮胎变形应力被释放时，其弹性使得胎缘旋转，使得凸肩通过钩部下方(参见图6e)。产生翻转直到支柱的第二支撑表面673在其支撑表面上平面方式抵靠于限位件的第二挡块表面(参见图6f)。 [0120] 然而，应注意到，和轮胎的外壳不同，胎缘基本上是不可变形的。因此，为了使其能够就位于凹槽中，需要改变胎缘相对于外壳的相对指向。 [0121] 图6f中示出的位置是在整个车轮圆周上均匀的稳定位置，这是因为自由轮胎的内直径优选比凹槽底部的直径小几毫米，这种情况下，轮胎的初级密封性(étanchéité primaire)被确保且使用者可利用初级密封性进行轮胎充气，所述初级密封性使得可采用经典手压泵的小流量增加轮胎压力，即便胎缘暂时有较小的漏气。该初级密封比在文献FR2 829 969中所述的非管式系统有效得多，后者需要较大的流量才能启动轮胎加压。图6f所示的位置中，支柱伸入到凹槽的安装体积375中。 [0122] 轮胎的最终位置(图6g)在充气后获得，此时凸肩65在压力作用下滑动到钩部35以下。于是，空间345被边缘654填满。这样，第一支撑表面653和钩部35的第一挡块表面353相接触。第二支撑表面自身抵靠在第二挡块表面。 [0123] 本发明的轮胎的胎缘是不能变形的，因为其模量远高于橡胶的模量。然而，其许多特点使其容易插入到凹槽中。首先，胎缘截面形状特殊，尤其是延长的三角形形状，其中构成支柱的远端比构成凸肩的近端更细。其次，胎缘截面沿径向平面的面积(St)远小于凹槽的面积(Sg)。面积(Sg)比面积(St)大至少20％。 [0124] 图7所示的是处于胎缘连接的车轮。这一位置可产生于车轮在遇到障碍物时接收到非常猛烈的力的情形，以及局部地，空气从轮圈几乎直接和障碍物接触的部分被驱赶出。铺面36的存在可以分散轮圈由此承受的力。因此，本发明的轮圈受到胎缘连接的作用的良好保护，并且大大降低因刺破而致的爆胎可能性。同时，轮圈受到贴地滚动的作用的良好保护。另外，限位件和钩部的相对布置，使得在胎缘连接的情况下，轮胎的锚固性和弹性被加强。由此，尽可能减小了充气压力损失风险和脱轮风险。 [0125] 所述的例如第一实施方案中的车轮是用于公路自行车体育运动中的车轮。其涉及标准化外直径约是700mm的车轮。轮圈的高度是25mm，钩部之间的距离是19mm。轮胎的直径是23mm。本发明的非管式轮胎的重量是190g，轮圈的重量是400g。这些数值是与相同的尺寸且对于相同的实践——例如实际制造的那些——的非管式胎轮胎和轮圈各自的重量相比。重量上的收益为轮圈重量的8％和现有技术轮胎重量的30％。轮胎重量上的收益原则上可解释为常用于轮胎的特别高的模量的胎缘内钢丝圈的消除以及其外壳的周长的减小。通过减小壁厚所取得的轮圈重量上的收益因如下而成为可能：凹槽的深度较小和翼部的应力小。轮胎和轮圈是车轮最远离旋转轴的元件，易理解最大可能地减小它们的重量并因此最大可能地减小惯性所具有的益处。 [0126] 示意图8a、8b、8c和8d示出本发明的轮胎的胎缘的替代方案。在图8a中，胎缘与轮胎的外壳成一体，材料的模量因此优选是在外壳21和芯68之间渐进的，以便给予胎缘足够的刚性和抗性，以及外壳必需的柔性。图8b中，胎缘通过双胎面层缝接、焊接和/或胶接固定于外壳。图8d是一个其中胎缘的胎面层63以夹层的方式插入外壳21内的替代方案。尽管示意图中没有详细的描述外壳21的构造，但是应理解有胎面层嵌入轮胎的双层帘布层(plis de la carcasse du pneumatique)之间。图8b和8d中所示的这些替代方案是很有益的，因为由此可延长连接界面的长度，而没有过多增加胎面层的高度。近似地，在径向平面中测量的连接界面的长度是胎面层高度的两倍。图8c示出一个轮胎，其外壳基部包括两个自身层叠的具有相同织物面板23的面。以已知的方式，该织物涂上橡胶涂层，从而确保其密封性和坚固性。芯68埋入两个织物面之间。芯68包括第一支撑区域683，其限定一个大致垂直于外壳21的支撑件。该第一支撑区域在径向平面中是凹形的。该凹形的中心在轴线(A65)上，该轴线大致与外壳21相切。芯68还具有第二支撑区域684，其大致朝向外壳21的方向。芯由模量是100MPa-2000MPa的材料制造。 [0127] 图9示出本发明的轮圈的第二实施方案。其涉及流线型车轮11。该车轮包括一个高轮圈13，即高度大于50mm的轮圈。该轮圈包括一个箍(cerceau)14，其确保与轮胎12的界面的作用和轮圈的主体15的作用。箍14由铝合金制成，例如通过挤出一个矩形型材随后弯曲和焊接该型材。箍14的内部轮廓与本发明第一实施方案的轮圈3相同，在本段中不再详细叙述。主体15由复合材料制成。 [0128] 图10示出本发明车轮的第三实施方案。其包括轮圈3，轮圈3以已知方式由下桥部38、上桥部31、两个侧壁和两个侧翼部32构成。根据本发明，侧翼部32延伸出一个钩部35，其向下且向轮圈的内侧，并且其末端具有一个第一挡块表面353。 [0129] 第一挡块表面353是一个凸面，其在径向平面中的轮廓对应于一个圆弧。如先前的实施方案中，可限定一个对应于第一挡块表面353的垂直方向的轴线(A35)。在这种情况下，由于第一挡块表面在径向平面中不再是一段直线，轴线(A35)是圆弧弦(corde de l’arc de cercle)的等分线。 [0130] 优选地，表面353的圆弧的弦大致垂直于钩部35，从而钩部35大致沿轴线(A35)指向。轴线(A35)与侧翼部32的指向轴构成一个10°-80°的角β’。 [0131] 上桥部31包括一个铺面36，所述铺面36由两个半铺面即左侧半铺面361和右侧半铺面362构成。左侧半铺面361在右侧的末端是一个左侧限位件371，右侧半铺面362的末端是一个右侧限位件372。限位件371和372的正立面构成第二挡块表面373。轴线(A37)在径向平面中是垂直于第二挡块表面373的方向。轴线(A37)和钩部的轴线(A35)构成一个等于80°的角。中心槽311将左侧半铺面361和右侧半铺面362分开。 [0132] 在一个替代方案中，这两个半铺面是在上桥部上增加的元件。在这种情况下，限位件可以用不同于轮圈的材料制成。 [0133] 左侧凹槽341被左侧钩部35、左侧翼部321的内表面、上桥部31和左侧铺面361界定。左侧凹槽341的开口在第一挡块表面353和第二挡块表面373之间朝向上。右侧凹槽342对称地在右侧钩部352和右侧半铺面362之间界定。 [0134] 本发明的第三实施方案的轮胎2包括一个外壳或骨架21，在其上硫化或胶接一个胎面22。外壳21主要由在右侧胎缘62处和在左侧胎缘61处层叠于其本身上的面板23构成。第一层叠在图中被标注为233。外壳21在胎缘处第二次再层叠。在第二层叠234的内部插入胎缘6。加固部24在胎缘处覆盖面板23。 [0135] 胎缘6由部分地被轮胎的外壳21覆盖的芯68构成。胎缘包括凸肩65，其外表面构成第一支撑表面653。该第一支撑表面具有与第一挡块表面353互补的形状。在这种情况下，该表面是具有圆形轮廓的凹面。在剖面径向平面中，其中心在轴线(A65)上，当轮胎就位于轮圈中且充满气时，该轴线与轴线(A35)混同。 [0136] 第二支撑表面673由轮胎的内表面的基部部分构成。更准确地，这是和第二挡块表面373接触的加固部24。 [0137] 在如先前所述的实施方案中，胎缘包括一个用于固定于外壳21的胎面层63。该胎面层是硫化的或者胶接及缝接于内部面板232和外部面板231。 [0138] 在该实施方案中，胎缘的厚度(e)为2.9mm，大致等于——尽管略小于——凹槽的开口幅度(a)。 [0139] 图11透视性地示出轮胎的构造的一些细节。由图可见，胎缘6的芯68胶接于外部面板231。外壳21还由内部面板232和加固部24构成。用于制造外壳21的面板23是一个包括涂覆有橡胶的纺织纤维片的面板。这些纤维相互平行。在外部面板231中，纤维和径向平面构成-45°的角。当面板23层叠在其本身上时，纤维的方向进行颠倒，如此，内部面板232的纤维和径向平面成+45°的角。位于两个内部面板和外部面板之间的这样的纤维布置对于从优兼顾轮胎的柔性、抗性和重量而言尤佳。 [0140] 根据本发明的一个实施方案，轮胎还包括一个加固部24，其纤维和径向平面之间的夹角非常小。优选该夹角为零，因而称加固部24的纤维是径向的。由于纤维的方向之故，加固部24由此在径向平面中改善了胎缘6的刚度和耐弯曲性。 [0141] 胎缘的芯由模量为100MPa-2000MPa的材料制成，或者用一个涂有橡胶、同样和径向平面有一个非常小的夹角的纤维的小织物片包裹而制备，由此赋予胎缘特别好的刚性和横向强度，同时限制了胎缘的纵向刚性以便于安装轮胎。 [0142] 如前所述，胎缘的等同模量可以通过测量轮胎的变形以及通过计算具有相同变形的相同几何尺寸的胎缘的等同模量而计算。 [0143] 图12示出本发明的第三实施方案的轮胎胎缘的替代方案。在此方案中，胎缘6不包括胎面层，芯68整体被径向加固部24覆盖。胎缘的厚度(e)在该方案中是2.9mm，最大延伸部分(d)为5.3mm。与轮胎相关的轮圈有轻微的改变。凹槽的开口为2.9mm，最大延伸部分(c)为6.5mm，深度(h)为5.85mm。 [0144] 图13、14和15描述了本发明的第四实施方案。该实施方案中所有与先前的实施方案或与它们中的一些所共有的元件，不再在第四实施方案再次叙述。因此随后在这里强调不同点。 [0145] 轮胎2包括外壳21，该外壳由一个埋入橡胶层的纤维面板构成。该面板在开放式管环的两个末端自身层叠。由此，该外壳由内部面板232和外部面板231构成。面板的两个自由边缘在胎面22以下的轮胎的顶端彼此结合。 [0146] 芯68插入到每侧的内部面板232和外部面板231之间，从而部分地形成了左侧胎缘61和右侧胎缘62。该胎缘还包括径向加固部24和边缘654，边缘654在胎缘的凸肩处胶接在径向加固部24上。 [0147] 径向加固部24包括多个平行的、径向朝向的纤维，并且其较大地改善了胎缘6的等同横向模量。边缘654弯曲时负荷较小，这是为什么可以放心地在径向加固部24外面设置边缘654的原因。边缘可尤其是简单地由橡胶制成。 [0148] 第四实施方案的胎缘6根据本发明具有大致三角形的延长的形状，其中在凸肩65处的厚度大于在支柱67处的厚度。另外，支柱是向轮胎内伸出的。凸缘69突出以接近于中间轴线(M)。第二支撑表面673——其位于凸缘69上——是凸面的。在径向平面中，该表面是圆弧。 [0149] 轮圈的最大延伸部分(d)取4.9mm，而其厚度(e)是2.8mm。凸缘69的厚度为1mm。2 胎缘的截面面积(St)大约为9mm。如下文所述，该特殊的形状和尺寸优化了凹槽的轮廓。 [0150] 本发明的第四实施方案的轮圈3和上述提到的轮圈的不同之处是，其深度进一步减少，因为凹槽的深度(h)是4.4mm，而因此不特别宽。凹槽在其位于钩部以下的上端和外端与其内侧的底部之间测量的最大延伸部分(c)是6.2mm。数值是3.2mm的开口(a)相反地更大，以便于胎缘的引入，即便在胎缘倾斜的位置中也是如此。凹槽的截面面积(Sg)大2 约是12mm。 [0151] 所述的凸缘69——其上布置有第二支撑表面673——的存在使得凹槽的深度(h)的减小成为可能。鉴于轮圈的深度较小，上桥部的应力大大地减少。随之，壁的厚度可进一步减小，并且此外，由于轮圈不再通过在空气压力的影响下压缩而载荷，因此确实可以整体地减轻轮圈的截面。作为对比，在相似的使用情况下为直边轮胎推荐的ETRTO(19TC非管式ATB自行车轮胎27.4)，总深度最小值(G+H值)是5.85+3.2＝9.05mm，该深度为了支撑尤其是充气压力下更高的弯曲应力需要比本发明更大的壁厚。 [0152] 在第四实施方案的替代实施方案(未示出)中，凸缘69如边缘654位于加固径向部24的外部。其例如由橡胶制成，这是因为其只能通过压缩工作，且不受到弯曲。 [0153] 在本发明的另一个实施方案(未示出)中，限位件布置在不同于上桥部的另一部件上。该部件随后可固定于上桥部。 [0154] 这里以实施例的方式所述的多个实施方案的车轮一般对应于公路上的使用。毫无疑问，本发明还适用于为VTT实践设计的车轮，其尽管以更低的充气压力使用，但具有较宽的轮胎(直至60mm)。因此，用于VTT的轮胎的外壳的线性压力基本上与公路用轮胎是同一数量级。所以，胎缘例如此处提到的胎缘的设计是完全可转用的。 [0155] 所述的实施方案没有提到空气腔，因为本发明无区分地适用于配备有空气腔的车轮和没有空气腔的车轮(非管式)。 [0156] 在轮圈或轮胎上的限位件区域中，设置孔或是小通道可能是希望的，从而，在凹槽中的空气压力等于轮胎周围区的空气压力，从而，当非常缓慢的轻微漏气万一渐进地施压于凹槽并且减小轮胎压力时，轮胎的压力没有变化。 |
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