專利名稱：自行車車架的制作方法
技術領域：
本發明涉及自行車車架，特別是用于與機器腳踏車或其它類似的發動機驅動的車輛相對的自行車或早期腳踏車的車架。
在本發明的領域中，根據有關的實施例可將自行車車架分成兩類。
第一類涉及由將分開的部件組裝起來的車架，第二類涉及通常模制成一個整體的車架。
自行車車架的結構必須考慮到三個不可避免的結構常量。它們是取決于車輪的半徑的后叉的長度，后叉和連接曲軸座和車座管的連線之間的夾角，以及前叉相對于水平面的角度。
盡管上述三個結構特征是一定的，但應理解車架的高度(即曲軸座和車架頂部元件之間的距離)和車架和長度或伸展量(即車座管和轉向旋轉節之間的距離)的值可適應于騎車者的體形特征而改變的。的確，這種調節是使在良好條件下進行騎車和到達最佳的身體動作的前提條件。
對于第一類車架，滿足上述的結構條件(包括恒定的條件和變化的條件)不是一個實際的問題。只需將車架部件切割至需要的長度，從而裝配成一個滿足所需特征的車架即可。
在多數情況下，第一類車架使用由金屬管或由合成材料或塑料(例如玻璃纖維或碳素纖維)制成的管做成的部件。
然而，在由模制而獲得的第二類車架中，滿足恒定條件和變化條件將不可避免地需要相應于各種車架的許多模具。
很容易理解，要以可以接受的成本滿足這些要求是很困難的。這就是為什么模制車架通常基于一種形狀并限定用于高水平的運動車。
這種應用上的限制與新的制造技術是不相容的，新的制造技術可用復合材料模制出重量輕，強度高的車架，它可使騎車者達到比使用通常的車架更高的騎車水平。
由復合材料制成的車架基本上基于具有圍繞一合成樹脂泡沫制成的芯的一層調整和聚合的合成布的材料，更具體地說，泡沫由于其密度和機械性能而被稱為“結構的”。上述的“合成樹脂”的一個實例可由聚氨酯制成。
本發明的目的是提供一種新型的自行車車架和一種新穎的實現這種車架的方法，從而可保留由復合材料制成的車架的主要優點，并保留由第一類車架提供的便利，因而可根據騎車人的形態特征而改變車架。
換句話說，本發明的目的是提供使各車架由分開的部件構成的結構裝置，而使該結構的主要部件仍由復合材料模制而成。
為達到上述目的，本發明提供了一種自行車車架，其特征在于它包括一形成頂件的頂桿，它包括一具有相同截面的直線的前端部和一構成用于接納車座管的承座的后裝配部;
一整體的底桿包括一后叉，具有限定用于接納后輪的軸的支承槽的后端部，和一構成底件的斜件，它從后叉向上延伸并包括一個具有相同截面的直線的前端部;
兩個將車座管承座連接到后叉的后端部上的撐桿;
一安裝在底桿中的曲軸座;以及一安裝在車座管承座和曲軸座之間的對接件。
通過下面結合附圖對本發明非限定性實施例的描述可看出本發明的其它特征
圖1為本發明的自行車車架的示意圖;
圖2為車架的第一實施例的構成部件的分解透視圖;
圖3為示出將圖2中各部件裝配起來的透視圖;
圖4和5為示出用于將某些車架部件裝配起來的裝置的一部分的帶部分剖視的正視圖;
圖6為示出裝配車架部件的另一種方式的部分切去的片段的透視圖;
圖7、8和9為示出圖6所示實例的各種變化的片段的正視圖;
圖10為以一種不同的比例示出將車架裝配起來的方法的片段正截面圖;
圖11為示出本發明車架的一個變化的實施例的示意的側視圖。
圖1至3示出本發明的自行車車架的第一實施例，這種車架是由將各分開的部件裝配起來而形成一在一平面內延伸的牢固的組件而構成的，該車架首先適于接納一前輪1和一后輪2，其次用于支承一騎車的人，以用一通常的踏板系統通過合適的傳動機構(圖中未示)而驅動后輪。
本發明的車架包括一頂桿5，該頂桿是由復合材料模制而成。舉例來說，“復合材料”通常是在由例如聚氨酯樹脂的也是合成的多孔材料構成的芯的周圍覆蓋上一層經預浸漬和聚合的包布。
上述類型的桿5是用常規的技術模制而成，確切地說不是本發明的一部分。
頂桿5包括一長度為L的前端部6，它具有尺寸相同的直角的橫截面并以直線延伸。頂桿5還具有一后裝配部7，用以通過下面將述及的裝置接納一車座管8。
在圖1所示的實施例中，頂桿5是車架的唯一的頂部構件，車架還包括一底桿10，它是由與頂桿5同樣的方法制成的，即通過復合材料模制而成。整體的底桿還包括一后部叉11，該叉具有后端部12，該后端部限定出用以安裝后輪2的軸的支承槽13。底桿10還包括一從后叉11的冠部14分出來而向上伸出的斜件15。斜件15包括一和端部6具有相同性質的端部16，即該端部沿其長度l具有相同的直角橫截面，并沿如圖1中線X-X′所示的直線延伸。線X-X′與穿過叉的冠部14和支承槽13的線Y-Y′成一恒定的角度α。
上述車架件5和10由轉向旋轉套管20和后撐桿21裝配在一起。
適于接納用于前輪1的前叉22的套管20包括一個或多個由粘接劑固定到兩個最好由金屬(但并不排除其它材料)制成的接管24和25上的管段23。為此，接管24和25中的每個包括一適于穿在管段23上并最好用粘接劑固定于其上的卡環26和27。管23可由一用金屬制成的零件或用復合材料制成的管段構成。
接管24和25的每一個具有一從相應的卡環26或27突出的套筒28或29，該套筒用于通過粘接劑分別與頂桿5的前端部6和底桿10的斜件15的前端部16接合和固定。
套筒28和29的內部形狀可為多邊形，并與端部6和16的外側形狀互補。
如圖4所示，管段23具有用已知的方法使前叉22的支柱31對中和軸向固定的球軸承、帽或杯30。支柱31還用任何已知的技術制成適于以任何合適的形式與手柄桿的頭部32接合。
如上所述，桿5和10另外由后撐桿21連接在一起，在圖5所示實施例中，后撐桿21由獨立元件構成，這些獨立元件由可拆的裝配裝置35和36分別與叉11的后端部12和頂桿的后裝配部7裝配起來。這些裝配裝置35和36可為任何合適的類型，特別可由穿過后端部12和后裝配部7中的相應的孔的銷、栓、楔或榫構成，在后端部12和后裝配部7上可附加或整體形成例如圖5中的接頭片37和圖10中的突出部38。
特別當后端部12至少部分地由安裝到底桿上并具有限定支承槽13的形狀的板39構成時，也可通過接合安裝接頭片37。
此外，頂桿和底桿還由對接件40相互連接以將后裝配部7與叉14的冠部連接，如圖6所示，該對接件40包括一用于接納曲軸并安裝在叉的冠部14中的曲軸座41。曲軸座41包括一套筒42，該套筒適于通過球軸承或類似的零件接納一個安裝有一個或多個鏈輪并具有相對安裝的踏板的踏板曲軸。套筒42可設有例如一管狀軸套43，該軸套基本上沿叉11和斜件15延伸方向之間夾角的等分線方向延伸，總之使所述方向與后叉的方向之間的夾角為常量。軸套43可為光滑的，或最好帶螺紋以裝配(可選擇地再附加粘接劑粘)到支柱44的相應的部分上，支柱44可為任何合適的材料并形成對接件40。通常，支柱44為金屬管，但在某些情況下可為由復合材料或合成材料制成的管狀結構。
圖7、8和9示出將曲軸座41安裝到叉的冠部14中的不同的方式，以及如何將支柱44的相應的底端部連接和安裝到曲軸座上，至少就結構的簡易而言，圖7為最佳選擇。
在所有情形中，在將支柱44裝配于軸套43上之后，在它們之間放置密封劑，以至少部分封閉曲軸座41和/或支柱44和叉的冠部14和斜件15的基部之間留下的空隙45。
如圖10所示，支柱44還以推入配合的方式與沿相應于其穿過頂桿5的后裝配部7的方向設置的插孔50接合。插孔50可合適地襯有插入或可插入后裝配部7中的套筒，后裝配部7形成一適于構成用于接納車座管的承座51。支柱44的頂端部螺接或粘接一管形外套52。外套52裝配并粘接在外殼53內，而外殼53與插孔50同軸形成于承座51中，以這樣一種方式支柱44從作為承座51的頂表面的支承表面54處通向外面。
外套52上設有適于與車座管8共同作用的滑動和鎖緊裝置。這些裝置均由標號56表示，并可由一個或多個螺釘或其它用于夾緊外套52的裝置構成，從殼體51的后表面可調整這些裝置。
用上述方法可用復合材料模制出自行車車架的兩個主要部件，即頂桿5和底桿10。
根據騎車人的形態特征，可通過限定支柱44的長度和管段23的高度而調節車架的高度。
還可通過削減端部6和16一定長度而限定車架的長度，從而當端部6和16與套管24和25接合后，支柱40的軸線和管段23的軸線之間的距離D相應于需滿足的騎車人的伸展尺寸。然后，通過選擇后撐桿21的合適的長度，車架可為圖1中實線所示的形狀或在實線所示和圖1中點劃線所示的由5a表示的車架形狀之間的任何中間形狀。
因而，如圖1所示，通過選擇支柱40的長度，撐桿21的長度，管段23的長度和端部6和16的長度，可滿足任何個人身體結構上的要求，而不需對由復合材料模制而成的主要部件進行除切割到一定長度和安裝、粘接以外的操作，而所有這些均可快速簡便和可靠地完成。
本發明的裝置可滿足車架結構的通常的和不可避免的條件，即，作為輪徑的函數的后叉的長度，由對接件的結構限定的后叉和支柱40之間的角度，和由裝配凸塊24和25的結構限定的前叉的角度。
為了獲得本發明的安裝好的車架，只需首先獲得四個在所有情況下均相同的部件，即曲軸座41，接管24和25，以及外套52，然后制造例如標號5，10、21和40的車架部件，然后將這些車架部件切割成合適的長度，從而當將它們裝配起來時，車架可滿足需要的高度和長度條件。這些部件由復合材料模制而成，即具有較輕的重量，較高的機械強度(特別是扭轉時)，以及較好的抗腐蝕性。
應考慮到可使用不帶有螺紋軸套43的曲軸座41，并且所述管可在制造過程中安裝到底桿件10中，而不是然后插入其中。同樣地，可設想將曲軸座41固定到對接件40的基部，并將所述曲軸座設計成與構成用于踏板曲軸的軸頸軸承的軸套共同作用。
圖11示出另一個實施例，其中連接頂桿5和底桿10的后撐桿21由頂桿5穿過與承座51相連的叉形接合點的延伸部60形成。這時，撐桿21的端部61也可切割到一特別與支柱44的長度相適應的長度。然后將后撐桿與后端部12接合和粘合而固定。
本發明并不限于上述實施例，在不離開本發明范圍的前提下可進行各種改形。
權利要求
1.一種由車架部件構成的自行車車架，包括由接管(24、25)連接到一適于接納一前叉的轉向旋轉座(20)上的至少一個頂件和至少一個底件，車架的特征在于它包括一形成頂件的頂桿(5)，它包括一具有相同截面的直線的前端部(6)和一構成用于接納車座管的承座(51)的后裝配部(7)；一整體的底桿(10)包括一后叉(11)，具有限定用于接納后輪(2)的軸的支承槽(13)的后端部(12)，和一構成底件的斜件(15)，它從后叉向上延伸并包括一個具有相同截面的直線的前端部(16)。兩個將車座管承座(51)連接到后叉的后端部(12)上的撐桿(21)；一安裝在底桿中的曲軸座(41)；以及一安裝在車座管承座(51)和曲軸座(41)之間的對接件(40)。
2.根據權利要求1的車架，其特征在于，頂桿和底桿的前端部(6和16)適于被切割至一定長度并接合和粘接固定在由接管(24、25)上形成的套筒(28、29)內，接管(24、25)由構成轉向旋轉座的管段(23)相互連接。
3.根據權利要求1的自行車車架，其特征在于，底桿(10)的前端部(16)沿X-X′方向延伸，該方向相對于穿過后叉的支承槽和曲軸座的軸線的想像的連線(Y-Y′)成一恒定的傾斜角(α)。
4.根據權利要求1的自行車車架，其特征在于，撐桿(21)由安裝到頂件(5)和后叉(11)的后端部(12)上的獨立的部件構成。
5.根據權利要求1的自行車車架，其特征在于，撐桿(21)由從車座管承座(51)處延伸的頂桿的延伸部(60)形成。
6.根據權利要求1-5中任一項的自行車車架，其特征在于頂桿和底桿(5、10)以及管段(23)由復合材料制成;接管(24、25)，對接件(40)和曲軸座(41)由金屬制成。
7.根據權利要求1的自行車車架，其特征在于，曲軸座(41)設置于后叉(11)的冠部(14)中，在此處它與斜件(15)連接，并粘接到對接件(40)的基部。
8.根據權利要求1的自行車車架，其特征在于，對接件(40)由一以推入配合的方式插入穿過頂桿(5)的車座管承座(51)的插孔(50)中的支柱(44)，并由一包括使車座管(8)可滑動和鎖定的裝置(56)的裝配推力頭保持在其上。
9.根據權利要求8的自行車車架，其特征在于，裝配頭包括一位于與插孔同軸的孔(53)中心的管狀外套(52)和一固定到管形外套上的頂凸緣(55)，該凸緣(55)提供插孔的密封封閉和支承后裝配部(7)，所述外套用于使對接件(40)在外套(52)中對心并支承對接件。
10.根據權利要求8的自行車車架，其特征在于，所述的鎖定裝置(56)由用于調節對接件在外套(52)中的穿過截面的調節裝置構成，可從車座管承座(51)的后面調節所述調節裝置。
全文摘要
一種由車架部件裝配而成的自行車車架，其特征在于它包括一形成頂件的頂桿(5)，它包括一前端部(6)和一后裝配部(7)；一整體的底桿(10)包括一后叉(11)，和一構成底件的斜件(15)，它從后叉向上延伸并包括一個前端部(16)；兩個撐桿(21)，一安裝在底桿中的曲軸座(41)；和一安裝在車座管承座和曲軸座之間的對接件(40)。應用于根據各人特征的各種自行車車架。
文檔編號B62K19/30GK1093993SQ9410231
公開日1994年10月26日 申請日期1994年3月15日 優先權日1993年3月16日
發明者馬丁·皮埃爾·艾貝爾, 巴斯考德·克里斯丁, 里法德·簡·馬利 申請人:馬丁·皮埃爾·艾貝爾, 巴斯考德·克里斯丁, 里法德·簡·馬利