专利名称：用于自行车、健身设备及类似设备的中轴组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种中轴组件，它具有一根中轴，该轴至少有一个端部区，它具有用以分别安装一链轮和一曲柄的驱动横截面外廓，链轮和曲柄各有与驱动横截面外廓配合的相应横截面内廓，并用压紧装置在轴向上固定。
在通常所述型式的现代流行的中轴组件(曲柄-轴承部件)中，链轮及关联的脚蹬曲柄在被组装前通常是单独的零件，两者结合在一起组成一个结构单元，并一起被安装到中轴的端部上。链轮和脚蹬曲柄也有做成一体的，但这种情况很少。
因此，由链轮和曲柄组成的结构单元，即使长期使用后发生一些松动，也能重新装紧，中轴这一端部区通常是这样的结构，即朝向中轴端部有很小的锥度，从而中轴端部区的横截面外廓与链轮/曲柄单元的横截面内廓，通过沿轴向再压紧，就能重新牢固结合在一起。
横截面外廓和横截面内廓公差的波动，由上述的磨损作用会加大这种波动，决定了轴向位置特别是链轮的轴向位置偏离所要求的位置或基准位置的多少程度，该位置涉及到链条与后飞轮对齐的理想状态。这种对齐的偏差也可因链轮/曲柄单元被压到中轴的端部区上时所施加的压力大小不同而引起，因为对这种压力还没有规定出任何标准值。对待上述的对齐偏差有两种办法，一是容许偏差存在，但这会引起链条运转的不平顺而使链条磨损加剧，或者是采用附加措施来补偿，例如使整个中轴支承沿轴向移动，或者用调后飞轮来对齐，采用这些措施都会大大提高装配费用。
另外的缺点还在于，必须为所叙述型式的中轴组件提供两种不同型式的脚蹬曲柄，即一种是能与链轮连接的曲柄，而另一种是装在另一侧的简单曲柄。这样就使制造费用增加，也会使这类中轴组件的贮备费用增加。
还会因不同的国家采用不同的工业标准而进一步产生问题。例如德国和日本对中轴端部区装曲柄的横截面部位的外廓方面采用的是不同的基本尺寸。由于锥角也同样是采用两种工业标准，中轴与曲柄配合不恰当常会使链轮产生显著的轴向错位，这种错位通常仅在装上了链条时才会引起注意，也只有靠付出高代价才能进行校正。
本发明的目的是提供一种中轴组件，它能确保链轮且确定的轴向位置，即使长期使用后此位置也不会改变，按不同工业标准制造的中轴组件一般均可适用，而且可以在中轴两侧使用同一种脚蹬曲柄。
本发明的上述目的是这样实现的，即在中轴的这一端部区有一第一区段，它离轴端远，并具有用以安装链轮的棱柱形截面外廓;和一第二区段，它离轴端近，用于安装曲柄。
本发明提供了一种用以安装链轮的棱柱形的横截面外廓，链轮最好与曲柄完全分开而作为单独零件来安装。从工程观点来看，棱柱形横截面外廓的制造比锥形横截面外廓的容易得多。因此，一方面是第一区段的横截面外廓，另一方面是链轮的横截面内廓，都可以低成本精确制造，以致链轮可无间隙地安装在中轴上。为装配目的，链轮是被压装在相关的中轴区段上，并紧固在轴向精确确定的位置上。与锥形横截面外廓的情况相反，该轴向位置并不取决于截面外廓的制造公差。
按本发明的一最佳实施例，为精确地确定该轴向位置，为链轮提供了一种轴向台座，它的作用方向与(链轮)装入方向相反。该台座可以不同的方法来构成，例如借助于装在中轴上的塞格环(Seger ring)或簧环来实现。而以从棱柱形部分至圆轴部分的过渡段形成的轴肩表面作为台座是一种特别简单的结构。
链轮可用任何合适的措施来固定，以防止它沿与安装相反的方向产生位移，例如用压配合或冷缩配合，用塞格环或簧环，或其他类似零件。但本发明最佳实施例中所提供的方法，链轮是通过曲柄来固定的。为此目的，压紧装置包括一螺纹件，它沿安装方向给曲柄轴向加载，也包括把轴向压紧力由曲柄传给链轮的装置。最简单的情况是，上述传递轴向压紧力的装置是一边设置在链轮上和另一边设置在曲柄上的传力表面，两传力表面彼此相对。按本发明的另一实施例中的传递轴向压紧力装置包括设置在链轮与曲柄之间的各个间隔垫。本发明另外的最佳实施例中，传递轴向压紧力的装置包括设置在链轮与曲柄之间的弹簧件，弹簧件最好是碟簧。
安装曲柄的第二区段也可以是棱柱形横截面外廓，但按本发明的一最佳实施例中所提供的第二区段朝向中轴端部呈锥度。众所周知，这样的结构，对轴向位置不很重要的曲柄而言，即使长期使用后，通过对压紧装置的施压，仍能总是保持没有间隙状态。由于组件的重新压紧引起的轴向位置偏差，可通过采用合适的设置在链轮和曲柄之间的弹簧元件或间隔垫，以前述的方法进行补偿。装在链轮侧的曲柄最好与装在中轴装置另一侧的简单曲柄相同，这样既便于制造，又简化了贮存。
按本发明的一最佳实施例中，第一区段基本上呈方棱柱形或长方棱柱形，而第二区段则直接与第一区段毗连，而且从第一区段的横截面外廓处开始，朝向中轴端部呈截头棱锥形。
更多的细节、优点和特点通过以下对附图的描述就会更加清楚，关于本文中没有叙述的所有其它细节也都在图中以标号清楚地表明了。下面对图中所示的一个实施例进行详尽介绍。
图1是中轴部件的纵向剖视图;
图2是图1所示链轮侧中轴端部区的中轴组件局部放大视图。
图中所示的中轴组件2安装在自行车车架的中接头4内，它包括一中轴6，它安装并沿轴向固定在两个装于连接套筒12和14内轴向上彼此分隔开的滚珠轴承部件8和10上，连接套筒12和14从中接头4两端拧入或压入中接头内。两个滚珠轴承部件8和10的轴承外座圈或外环通过一隔套16保持一定间距。图1中左侧的滚珠轴承部件8的轴承外座圈或外环直接靠压在连接套筒12上，而右侧滚珠轴承部件10的轴承外座或外环与关联的连接套筒14之间，设置了一个碟簧装置。碟簧装置18的弹簧力这样安排，即在正常工作条件下该碟簧装置18不受压缩。碟簧装置18可使中轴部件安装时没有轴向间隙，不会由于双重(即两端)装配使装置超过限位的危险。
中轴6的端部区，如图1所示的左边，具有一简单的方形或矩形外廓，它朝轴端方向略有锥度，是用来安装脚蹬曲柄的(未示出)。
中轴6的右端部区具有一第一区段20，如图1和图2中所示，它距轴的端部远，它具有方形或矩形的棱柱形截面外廓，第二区段22距轴的端部近并具有方形或矩形的截面外廓，它朝轴端方向呈锥度。可以看出，第二区段22直接与第一区段20毗连，这样，第一区段20与第二区段22的相互邻接区的截面相同。
第一区段20用来安装链轮24，在所描述的实施例中链轮24是一个三级链轮，以实现不同的传动比，这里应该提到，作为一个例子，链轮24也可以是齿形带轮或类似物。
第二区段22用以安装脚蹬曲柄26。如图1和图2中所示的右侧，中轴的端部区有一轴向螺纹孔(未示出)，螺栓28可拧入该孔。借助于螺栓28经过垫圈30，脚蹬曲柄26沿安装的方向A被轴向地压紧，垫圈30靠在曲柄26的接触面32上。
从第一区段20到圆轴部分(图中它在区段20的左边)的过渡段形成了多个轴肩表面34，各轴肩表面34在装配方向A上构成了链轮24的轴向台座(即轴向限位台阶)。
一碟簧36设置在链轮24和曲柄26之间。当曲柄26被装到第二区段22上并用螺栓28压紧时，碟簧36被压缩并把轴向压紧力传给链轮24。碟簧36产生的预压力的大小应为正常工作时，链轮24稳固地靠在由轴肩表面34形成的台座上。在这种情形下，在中轴6上的链轮24的轴向位置就被精确地确定了。由于中轴6相对于中接头4的轴向位置也被精确地确定了，因此链轮24的位置、同时链条中心线相对于自行车车架的位置也能精确地对准，从而在安装后不需要调整，或甚至产生可能的磨损后也不需要调整。
应该提到，图1左边的在中轴6端部的曲柄(未示出)与图解说明的曲柄26可以是相同的，这是由于链轮24是一与曲柄分开的结构件并且独立地安装的缘故。
本发明的主题内容可在自行车、自行车式的体育器械和健身设备及类似设备的工业化生产中使用或采纳。在可比的或低价格的情况下，本发明的结构具有较高的精确性，装配容易得多且有较长的使用寿命。
权利要求
1.一种用于自行车、健身设备或类似设备的中轴组件，它具有一根中轴(6)，该轴至少有一个端部区，它具有用以分别安装一链轮(24)和一曲柄(26)的驱动横截面外廓，链轮(24)和曲柄(26)各有与驱动横截面外廓配合的相应横截面内廓，并用压紧装置(28)在轴向上固定，其特征在于中轴的一端部区有一第一区段(20)，它离轴端较远，并具有用以安装链轮(24)的棱柱形截面外廓；和一第二区段(22)，它离轴端近，用于安装曲柄(26)。
2.按权利要求1的一中轴组件，其特征在于包括一个轴向限位台座(34)，它设置在第一区段(20)的远离中轴一端的端部区，且在逆着安装的方向上对链轮(24)起限位作用。
3.按权利要求2的一中轴组件，其特征在于上述台座是由从第一棱柱形区段至轴的圆柱区段之间的过渡段形成的轴肩表面(34)来构成的。
4.按权利要求1至3中任意一项的一中轴组件，其特征是压紧装置包括一个螺纹装置(28)，它沿安装方向(A)轴向地给曲柄(26)加载，和把轴向压紧力从曲柄(26)传递给链轮(24)的装置(36)。
5.按权利要求4的一中轴组件，其特征在于传递轴向压紧力的装置还包括分别设置在链轮(24)和脚蹬曲柄(26)上的相互面对的传力表面(27;29)。
6.按权利要求4或5的一中轴组件，其特征在于传递轴向压紧力的装置包括设置于链轮(24)和脚蹬曲柄(26)之间的间隔垫圈。
7.按权利要求5或6的一中轴组件，其特征在于传递轴向压紧力的装置包括设置于链轮和脚蹬曲柄之间的弹簧件。
8.按权利要求7的一中轴部件，其特征在于该弹簧件是碟簧。
9.按权利要求1至8中的任意一项的一中轴组件，其特征在于第二区段(22)朝向中轴端部呈锥度。
10.按权利要求1至9中的任意一项的一中轴组件，其特征在于第一区段(20)实质上是方的或长方的棱形，第二区段(22)直接与第一区段(20)毗连，而且从第一区段(20)的横截面外廓处开始，朝向中轴末端呈截头棱锥形。
全文摘要
本发明涉及用于自行车或类似设备的一种中轴组件。该中轴组件中，中轴(6)的一个端部区有一第一棱柱形区段(20)，链轮(24)安装在该区段的一精确位置上，该位置由轴向台座(34)来确定，借助于脚蹬曲柄(26)，链轮(24)保持靠压在台座(34)上的状态。曲柄(26)装在一朝外的最好有锥度的第二区段上。一弹簧件(36)设置在链轮和曲柄之间。
文档编号B62K19/34GK1097847SQ9410430
公开日1995年1月25日 申请日期1994年4月19日 优先权日1993年7月23日
发明者罗伯特·施密德 申请人:罗伯特·施密德