用于自行车的右曲柄臂组件及其曲柄臂的制作方法

专利名称：用于自行车的右曲柄臂组件及其曲柄臂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于自行车的右曲柄臂组件。本发明还涉及其用于 这种组件的右曲柄臂。
背景技术：
通常，在自行车领域，词语"右曲柄臂组件"用来指包括右曲柄 臂和至少一个与该右曲柄臂连接的前链轮的组件。具体说，该前链轮 是适合于驱动自行车链条用于将运动传递给自行车后轮的带齿的轮， 这种运动由骑车人通过蹬踏板赋予。
前链轮直接连接与右曲柄臂的右曲柄臂组件是已知的，例如，见
EP 1 354 792禾口EP 0 414 907。
前链轮通过放在中间的适配盘与右曲柄臂连接的右曲柄臂组件 也是已知的，例如，见EP0002964。
由于利用适配盘的右曲柄臂组件需要制造三个不同的部件并将 其连接在一起，具有尺寸和对蹬踏板时出现的应力的结构阻力的相关 问题，申请人考虑到利用适配盘的右曲柄臂组件是不实用的，因此本 发明具体涉及前链轮直接与右曲柄臂连接的右曲柄臂组件。
在前链轮直接与右曲柄臂连接的右曲柄臂组件中，前链轮与右曲 柄臂之间的连接通常发生在形成于这些部件的各自前面上的相应表面 处。具体说，形成该曲柄臂和该前链轮的里面和与该里面相对的外面，在 使用中该里面预定朝着该自行车的车架，该外面在使用中朝着外面，该右 曲柄臂和前链轮之间的连接通常发生在形成于该曲柄臂的两面之一上和
该链轮的两面之一上的相应的连接表面处。
更具地说，该右曲柄臂做成星形形状被并包括多个连接臂，该连接 臂相对于该曲柄臂的旋转轴线沿着相应的基本径向的方向延伸。每个连接 臂在其两面之一上并且在其自由端包括与前链轮连接的连接表面。该前链 轮又包括环形元件，该环形元件在其径向的环形外表面上具有带齿的部 分，而在其径向的环形内表面上具有与曲柄臂连接的多个连接元件。具体 说，与曲柄臂连接的每个连接元件，相对于该前链轮的旋转轴线，沿着基 本径向的方向，从所述径向环形内表面悬臂地延伸，并且，在其两面之一 上并且在其径向自由端包括与曲柄臂的相应臂连接的连接表面。
申请人已经发现，在现有技术的前链轮中，与曲柄臂连接的连接元 件的径向延伸是值得注意的。
对自行车制造商，尤其是对比赛自行车制造商提出进一步的
(ongoing)要求，尽可能减少自行车个部件的重量，本申请人已经设计出 前链轮直接与右曲柄臂连接的右曲柄臂组件，这种前链轮在重量上比现有 技术中的前链轮与右曲柄臂之间直接连接的组件中所用的所有前链轮都 轻。

发明内容
因此，第一方面，本发明涉及用于自行车的右曲柄臂组件，其包 括右曲柄臂，在其至少一个第一连接部分与所述该曲柄臂直接连接的 第一环形元件，和与所述曲柄臂直接连接并且尺寸小于所述第一环形 元件的至少一个第二环形元件，其中所述第一环形元件包括带齿的部 分，该带齿的壁部分沿着具有预定直径的原来的圆周径向向外延伸， 其特征在于，所述至少---个第一连接部分完全包含在第一区中，该第 一区从理想圆周开始径向朝外延伸，该理想圆周的直径至少等于所述 预定直径的2/3。
有利的是，在本发明的组件中，用作大前链轮的该环形元件包括 简单的齿条，该齿条可以具有与该曲柄臂连接的连接元件，该连接元 件具有很短的径向延伸。以这种方式，能够达到大大节省构成大前链 轮的元件的重量，并且因此，达到大大节省该右曲柄臂组件的重量。 在曲柄臂用轻金属材料，或者优选用复合材制造的情况下，这种节省 重量特别重要。
在整个说明书和后面的权利要求中，词语"环形元件"或"齿条" 或"前链轮"将模糊使用，是指本发明组件中对应于在现有技术的右 曲柄臂组件中带齿的前链轮的部件。
优选地，前述的理想圆周的直径至少等于所述预定直径的3/4, 更优选，至少等于所述预定直径的4/5，更优选，至少等于所述预定直 径的5/6,更优选，至少等于所述预定直径的6/7。以这种方式，能够达 到构成大前链轮的环形元件所希望的重量减轻，同时确保环形元件和 曲柄臂之间的良好的连接。
在本发明组件的第一实施例中，所述至少一个第一连接元件由至 少--个第一连接元件形成，该至少一个第一连接元件从该第一环形元 件的径向内表面径向悬臂地延伸直到所述理想圆周。
在这个实施例中，优选，所述第一环形元件包括与该曲柄臂接触 的至少一个第一接触元件，该至少一个第一接触元件在结构上不同于 所述至少一个第一连接元件，所述至少一个第一接触元件也延伸并完 全包含在前述的区中。
有利的是，该结构上不同于该连接元件的该环形元件的接触元件 的设置，使得能够实现该环形元件在曲柄臂上的接触，该接触比现有 技术的组件中发生的接触更稳定更有效，在现有技术中，前链轮和曲 柄臂之间的接触只发生在与该曲柄臂连接的前链轮的连接元件处。以
本发明的这种方式，能够限制在蹬踏板时环形元件的变形，具有运动 传递方面的必然的优点。更有利的是，这些接触元件也具有有限的径 向延伸，因此有助于减少环形元件的重量，并且因此减少本发明组件 的重量。
更优选，所述至少一个第一接触元件从所述径向内表面延伸到所 述第一环形元件的角度位置，该角度位置不同于所述至少一个第一连 接元件的角度位置。
优选地，所述至少一个第一接触元件相对于所述第一环形元件的 旋转轴线沿着非径向方向延伸。有利的是，与现有技术的组件不同， 在现有技术的组件中前链轮和曲柄臂之间的接触只发生在曲柄臂的臂 的端部和相对于该组件的旋转轴线径向延伸的连接元件的端部，在本 发明的组件中，环形元件和曲柄臂之间的接触发生具有较大延伸部分 的相应表面上。因此能够确保希望的接触稳定性和效率。
更优选，所述至少一个第一接触元件围绕所述旋转轴线沿着具有 预定角度延伸的圆周圆弧至少部分圆周地延伸。
在本发明右曲柄臂组件的环形元件的第一实施例中，所述角度延
伸等于360。。
在本发明右曲柄臂组件的环形元件的第二实施例中，所述角度延 伸小于36(T并且优选大于15。，更优选在15°和100°之间，甚至更优 选在30°和75。之间。
在本发明右曲柄臂组件的优选实施例中，所述第一环形元件包括 多个第一连接元件，并且所述至少一个第一接触元件圆周地延伸在所 述多个第一连接元件的两个相邻的连接元件之间没有结构干扰。
在本发明的组件中，曲柄臂具有在使用中预定面向该自行车的车 架的里面和与所述里面相对的外面，并且所述至少一个第一接触元件 优选作用在所述曲柄臂的所述两面的其中一面上。
优选地，所述环形元件还包括至少一个第二接触元件，其作用在 所述曲柄臂的所述面的另一面上。
有利的是，适于以与曲柄臂的相对两个面接触的方式作用的环形 元件的各元件的设置有效地阻止在蹬踏板时环形元件的扭曲变形，大 大有利于具有通过本发明的右曲柄臂组件赋予的运动的传递效率。本 申请人:的确已经观察到，在运行中，常规的前链轮由于蹬踏板时经受 的应力而弹性变形。这种变形导致通过该曲柄臂组件赋予的运动的传递 效率减少。具体说，曲柄臂将骑车人施加在自行车踏板上的力传递给前链 轮。这种力作用在平行于该前链轮的中间平面的平面上，并且其施加方向 和强度在踏板的每个角度位置变化。因此这种应力引起该前链轮的可变的 横向弯曲变形。还考虑到链条作用在该前链轮部分上抵抗前链轮向前运动 的力，在前链轮上得到的应力是扭曲应力。因此，前链轮的接着发生的变 形是扭曲变形。申请人还发现，在蹬踏板时，前链轮在不同的面上从一 个点到另一个点扭曲。因此申请人想到，在曲柄臂的两面侧定位与曲 柄臂接触的接触元件。
优选，所述至少一个第二接触元件相对于所述至少一个第一连接 元件从所述环形元件的所述径向内表面在相对面上悬臂地延伸到所述 至少一个第一接触元件。
申请人的确己经发现，常规组件的前链轮在与曲柄臂连接的每个 连接元件之前和之后在相对的两面上扭曲，并且因此想到，将相对面 上的该接触元件定位于每个连接元件。具体说，该接触元件只有在它 们真正进行抵抗环形元件的扭曲变形的位置下被定位，即，只在蹬踏 板时在环形元件发生扭曲的那面定位。以这种方式，除了防止环形元
件扭曲变形方面的极好结果之外，还达到大大节省曲柄臂的重量。
优选地，所述至少一个第二接触元件沿着基本径向的方向从所述 第一环形元件的径向内表面延伸。
在本发明组件的右曲柄臂组件的前链轮的优选实施例中，所述至 少一个第二接触元件关于蹬踏板时该曲柄臂的旋转方向设置在在所述 至少一个第一连接部分前面的位置，并且所述至少一个第一接触元件 关于所述旋转方向设置在跟着所述至少一个第一连接部分的位置。申 请人的确已经发现，这种几何关系有效地阻止蹬踏板时该环形元件的 变形。
在本发明组件的第一实施例中，所述至少一个第一接触元件和至 少--个第二接触元件形成在所述第一环形元件的主体部分中，该主体 部分从所述径向内表面径向悬臂地延伸，并包括所述至少一个第一连 接元件。
在本发明组件的第二实施例中，所述至少一个第二接触元件由从 所述径向内表面悬臂地延伸的所述第一环形元件的相应主体部形成， 所述相应的主体部分不包括所述至少一个第一连接元件。
优选地，所述第一环形元件包括至少一个邻接表面，该邻接表面 适合于允许所述曲柄臂相对于所述第一环形元件的正确的角度定位。
更优选地，所述至少一个邻接表面至少部分地形成在所述至少一 个第二接触元件中。有利的是，以这种方式能够实现该曲柄臂相对于 该环形元件的正确的角度定位，而不需要在该环形元件上设置专门的 连接元件。
在其优选实施例中，本发明组件的环形元件包括多个第一接触元
件和多个第二接触元件。具体说，优选地该接触元件至少是每个面上 两个，可能是四个，但是这并不排除具有不同数目，甚至是奇数数目 接触元件的实施例。有利的是，每个面上设置多个接触元件使得曲柄 臂和环形元件之间的接触能够获得特别稳定并且在阻止环形元件的扭 曲变形方面有效的接触。
优选地，本发明的组件还包括适于与所述至少一个第一接触元件 合作的至少一个第一曲柄臂元件，和适于与所述至少一个第二接触元 件合作的至少一个第二曲柄臂元件。
优选地，所述至少一个第一曲柄臂元件具有角度延伸，该角度延 伸大致等于所述至少一个第一接触元件的角度延伸。
在其特定的优选实施例中，所述第一环形元件在所述曲柄臂的至 少一个第一连接部分与所述曲柄臂连接，并且所述至少一个第二环形 元件在所述曲柄臂的至少一个第二连接部分与所述曲柄臂连接，所述 第二连接部分不同于所述第一连接部分。有利的是，曲柄臂上用于不 同环形元件的不同连接部分的设置使得为了可能的修理或更换能够比 较容易和快速地拆卸该环形元件。这在现有技术的组件中不能实现， 在现有技术中，所有的前链轮连接于曲柄臂的同一个连接部分。
优选地，所述曲柄臂的所述至少一个第一连接部分形成在第一圆 周上，该第一圆周的中心在所述曲柄臂的的旋转轴线上，并且所述曲 柄臂的所述至少一个第二连接部分形成在至少一个第二圆周上，该第 二圆周与第一圆周同心并具有不同于第一圆周直径的直径。有利的是， 与曲柄臂的不同连接部分连接的不同直径的环形元件的设置允许不同 尺寸的环形元件进行大量组合，这种组合也包括非常小的和非常大的 直径的环形元件。尽管如此，但是应当指出，在常规组件中，所用的 仅有的组合是通常所说的"标准的"和"紧凑的"，该"标准的"包
括具有在38和44之间的齿数的小前链轮，和具有在52和56之间的齿数
的大前链轮，该"紧凑的"包括具有在32和36之间的齿数的小前链轮， 和具有在46和50之间的齿数的大前链轮。另一方面，本发明的组件能 够采用不同于"标准的"和"紧凑的"的组合，例如混合组合。
申请人还发现，在常规曲柄臂中，该臂的尺寸做成在与预定尺寸 的前链轮的组合中对扭曲给出对扭曲的最大的抵抗。这样做的结果是 在骑车人想要用不同尺寸的前链轮并且想保持令人满意的结构刚度的 情况下，他也必需更换该曲柄臂。这也对于骑车人构成麻烦，意味着 曲柄臂制造商需要设计、制造并销售不同尺寸的曲柄臂。
有利的是，像本发明组件的组件，其中不同尺寸的环形元件连接 在曲柄臂的不同连接部分，对于想要用的环形元件的每种组合，不再 需要生产不同尺寸的曲柄臂，每次在更换环形元件组合为了能够保持 希望的结构刚度时，骑车人也不必更换曲柄臂。因此本发明对骑车人 和曲柄臂制造商都是有利的。
更优选地，所述曲柄臂的所述至少一个第一连接部分相对于该曲 柄臂的所述旋转轴沿着至少一个第一基本径向的方向形成，并且所述 曲柄臂的所述至少一个第二连接部分沿着所述曲柄臂的至少一个第二 基本径向的方向形成，该第二基本径向的方向不同于所述曲柄臂的所 述第一基本径向的方向。
所述曲柄臂包括相互以第一预定角度距离设置的至少两个第一 连接部分，和相互以第二预定角度距离设置的至少两个第二连接部分， 所述第二预定角度距离小于所述第一预定角度距离。
优选地，所述第一区是位于所述第一理想圆周和相对于所述带齿 的部分径向向里lmm设置的第二理想圆周之间的第一环形区。
更优选，所述第一环形区具有大于或等于150mm的内径和小于或 等于180mm的外径。甚至更优选，所述第一环形区具有大于或等于 160mm的内径和小于或等于170mm的外径。
优选地，本发明的组件包括第二环形区，该第二环形区包括所述 曲柄臂的至少一个第二连接部分，并且具有大于或等于100mm的内径 和小于或等于130mm的外径。
优选地，所述第二环形部分具有大于或等于110mm的内径和小于 或等于120mm的外径。
在本发明组件的变形中，前述至少一个连接部分由所述径向内表 面形成。在这种情况下，优选，前述径向内表面相对于所述带齿的部 分设置成至少lmm径向向里。
优选地，所述连接部分包括至少一个径向地延伸的表面部分和/ 或至少一个绕所述组件的旋转轴线延伸的表面圆柱形部分。
优选地，在本发明组件的优选实施例中，该曲柄臂包括预定的长 度L的臂和与所述第一环形元件连接的多个连接臂，该多个连接臂相对 于该曲柄臂的旋转轴线基本径向地延伸，并且其径向延伸部分由直径 为T"的圆周形成，其中L/T〃在0.7和1之间。
优选地，L/T〃的比值在0.8和0.9之间。
优选地，在本发明组件的优选实施例中，该曲柄臂用轻金属制造， 或更优选用复合材料制造。
第二方面，本发明涉及用于自行车的由曲柄臂，该曲柄臂包括预 定的长度L的臂和与带齿的环形元件连接的多个连接臂，该多个连接臂 相对于该曲柄臂的旋转轴线基本径向地延伸，其中所述连接臂的径向
延伸部分由直径为T〃的理想圆周形成，其特征在于L/T〃的比值在0.7 和1之间。
有利的是，这种曲柄臂能够用于上述类型的组件中。具体说，由 于这种曲柄臂的臂比现有技术的曲柄臂的臂长，它既能够与具有与曲 柄臂连接的连接部分的环形元件连接，该连接部分从该环形元件的径 向内表面悬臂地延伸并具有短径向延伸，又能够与其连接部分由该环 形元件的的同一个径向内表面形成的环形元件连接。
优选地，L/T"的比值在0.8和0.9之间。
优选地，本发明的曲柄臂包括与第一环形元件连接的第一连接部 分，其设置在第一环形区的连接臂上，该第一环形区具有具有大于或 等于150mm的内径和小于或等于180mm的外径。
更优选地，所述第一环形区具有大于或等于160mm的内径和小于 或等于170mm的外径。
优选地，本发明的曲柄臂还包括与第二环形元件连接的第二连接 部分，其设置在第二环形区的连接臂上，该第二环形区具有大于或等 于1 OOmm的内径和小于或等于13 Omm的外径。
更优选，所述第二环形区具有大于或等于110mm的内径和小于或 等于120mm的外径。
在本发明的曲柄臂的优选实施例中，所述连接部分包括螺纹孔。


从下面参考附图对本发明一些优选实施例的详细说明，本发明其
他的特征和优点将变得比较清楚。在这些附图中
图l是根据本发明的右曲柄臂组件的里面的正视图，包括标准的前 链轮的组合；
图2是图l的组件的外面的正视图3是根据本发明的右曲柄臂组件的里面的正视图，包括紧凑型前 链轮的组合；
图4是图3的组件的外面的正视图； 图5是按照图3的V-V线的剖视图6至图8分别是根据本发明的右曲柄臂的透视图、里面的视图、外 面的视图，这种曲柄臂用于图l的组件中；
图9是根据图7的K-IX线的放大的剖视图10和图11分别是根据本发明的前链轮里面和外面的透视图，这 种前链轮用于图l的组件中；
图12示出将图10和图11的前链轮安装到图6至图8的曲柄臂中的安
装步骤
图13是本发明的曲柄臂的可选实施例的外面的正视图； 图14是本发明的前链轮的可选实施例的里面的正视图 图15和图16分别是根据本发明的右曲柄臂组件的可选实施例的外 面正视图和根据图15的XIV-XIV线剖视透视图17是根据本发明的右曲柄臂组件的另一 个实施例的外面的正视图。
具体实施例方式
参考图1和图2，根据本发明的右曲柄臂组件用l表示。该组件l 包括右曲柄臂5，大直径的前链轮IO (以下示为大前链轮)以及小直径 的前链轮15 (以下示为小前链轮)。可选的和未示出的实施例是可以 预见的，其中组件l只包括一个前链轮，对于用于比赛用的例子，或者 多于两个前链轮，例如三个前链轮。
在整个说明书和后面的权利要求中，组件1的、曲柄臂5的和/或 前链轮10和15的"里面"是指在图1和图3中能够看见的那面，即当组
件l安装在底部车架组件中时面向自行车车架的那面。另一方面，"外
面"是指与里面相对的，在图2和图4中看得见的面。
而且，在整个说明书和后面的权利要求中，"在前的位置"或"跟 着的位置"分别是指沿着该曲柄臂的旋转方向在参考元件前面和跟着 参考元件的位置，其中旋转是沿着例如传递驱动力给后轮的方向。
本发明的右曲柄臂5可以用金属材料，如轻合金制造，或用复合 材料，包括在聚合物中包含结构纤维的复合材料制造。通常结构纤维 选自碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、陶瓷纤维、硼纤维及其组 合。碳纤维是优选的。优选地，部件主体的聚合物材料是热固性的。 但是，也不排斥利用热塑性材料的可能性。更优选，聚合物材料包括 环氧树脂。
在聚合物材料中的所述结构纤维的设置可以是随机设置的结构 纤维的碎块或片，基本上单向取向设置的纤维，基本上双向取向设置 的纤维，或上述组合。
2在可选实施例中，纤维构造在绕凹口连续缠绕的织物中，如欧 洲专利EP 1270394号和同一申请人的欧洲专利申请06425086和 06425087号所公开的。关于其纤维设置的内容结合于此以供参考。
具体参考图6至图8，右曲柄臂5包括细长主体20,其具有用于与 踏板(未示出)连接的第一端21，以及用于与前链轮10和15并与底部 支架组件的轴(未示出)连接的第二端22。具体说，该第二端22包括 用于安放底部支架组件的轴的孔23。在可选的和未示出的实施例中， 该轴以可拆卸方式与该右曲柄臂连接，或是其一体的部件。
前链轮10和15的支撑结构25设置在孔23周围，包括围绕该孔23 基本上径向延伸的四个连接臂(或辐条)27，其绕在形成曲柄臂5的旋
转轴线X的孔23的里面绕孔23径向地延伸。
在相应的自由端部分28，该臂27以两个一组的方式由加强元件30 连接，优选，绕曲柄臂5的旋转轴线X圆周的延伸并制造成圆弧形。
连接一对臂27的每个加强元件30包括在大前链轮10的外面的接 触表面32。
该接触表面32优选具有大于或等于15°的角度延伸a (图7)， 优选在15°和IOO。之间，更优选在30。和75°之间，并且以到细长主 体20的中间平面兀的角度距离e设置，其中P优选为30。和90°之间。
在曲柄臂5的可选实施例(未示出)中，由元件30连接的一对臂 27用等角度延伸的单个臂代替。
现在考虑到由元件30连接在一起的一对臂27，首先绕曲柄臂5的 旋转轴线X沿着右曲柄臂5的旋转方向"首先到达的其每个臂27包括沿 着沿旋转方向"的圆周方向悬臂地延伸的元件35。每个元件35包括在 大前链轮10的里面的接触表面40。
与大前链轮10连接的连接部分44形成在每个臂27的自由端28。元 件30正好在这个连接部分44连接该连接臂27。该连接部分44具有连接 孔45。
由元件30与一对臂27的端部28连接的连接部分44相互以4(T和 90°之间的角度距离Y设置，并且最接近细长主体20的连接部分44以 到平面Jt为35。和85°之间的角度距离u设置。
与前链轮10连接的附加的连接孔45优选设置在细长主体20的一 部分上(图7)。
图9的剖视图详细地示出连接部分44的示例性实施例，在该例子 中其中右曲柄臂5用复合材料制造。在这种情况下连接部分44优选用金 属插入件50形成，该金属插入件50具有用于插入蠊钉(未示出)的螺 纹孔52。插入件50的外表面54是不规则的，并且优选是带螺纹的，以 便能够更好地保持在复合材料中，该插入件用胶接或者用共模制工艺 直接粘接于该复合材料。
可以预见本发明组件的可选实施例，其中，螺纹孔52直接形成在 复合材料中。
正如在图9中详细地示出的，在优选实施例中本发明的曲柄臂5 还包括用于连接小前链轮15的第二连接部分47。该连接部分47优选与 连接部分44同样制造，并且包括连接孔48。
连接部分44和47到右曲柄臂5的旋转轴线X的距离不同。具体说， 它们的对称轴S1和S2位于不同直径的两个理想的圆周上。
如图l、图3、图6、图7和图12所示，连接部分44和47优选相互非 径向对齐。的确，连接部分44之间以比连接部分47之间的角度距离较 小的角度距离Y分开。
大前链轮10和小前链轮15两者在附加连接部分46与曲柄臂5的主 体20连接。
参考图5的剖视图，在本发明的优选实施例中，分别在大前链轮 20的外面和里面的接触元件30和35相对于用对称轴线S1表示的连接部 分44分别基本位于在相对侧。具体说，用于接触前链轮10的外面的元 件30的表面32沿着旋转方向0)跟着连接部分44，因而用于接触前链轮 10的里面的元件35的表面40在连接部分44的前面(图6和图7)。因此，
因此，元件30和35以邻接方式作用在前链轮的不同角度位置上。
在图13所示并且用5'表示的曲柄臂的可选实施例中，不是通过 元件30以两个一组连接的臂27'，而是每个包括绕曲柄臂5'的旋转轴 线X圆周地悬臂延伸的元件30'。每个元件30'包括在大前链轮10的外 面的相应的接触表面32'。每个臂27'也包括在大前链轮10的里面的 相应的接触表面40'。接触表面32'和40'分别设置在设置于该臂27 的连接部分44之前和之后的位置(在各图中被隐藏)。在这种情况下， 臂27的数目也可以是奇数，例如3或5。
在本发明组件的其他未示出的实施例中，只有一个臂或只有少数 几个臂27包括在大前链轮10的里面接触表面40，在其之间臂27关于曲 柄臂5的旋转方向co紧跟该细长主体，并且优选该臂27相对于曲柄臂5 的主体20设置在基本对称的位置上。
根据本发明，接触表面32和40不位于在同一平面上，而是分开预 定的轴向距离D (图5)。以这种方式，前链轮10插入两个表面之间不 需要变形。因此前链轮10在与曲柄臂5的接触区具有等于D的厚度是足 够的。优选D等于或小于大前链轮10的最大厚度。
在附图中所示的实施例中，元件30和35与曲柄臂5的主体20做成 单一件，但是在其他未示出的实施例中，可以做成分开件并且与曲柄 臂5连接。
在图10和图11中，示出图1和图2所示的曲柄臂组件1的大前链轮10。
这种前链轮包括优选用轻金属合金制造或用复合材料制造的环 形元件ll，其具有径向环形外表面12和径向环形内表面13,在环形外 表面12上形成径向向外延伸的带齿的部分100 (以下用带齿的表示)，
从环形内表面13上形成四个元件98，用于与径向悬臂延伸的曲柄臂连 接。具体说，通过连接形成在元件98上的相应的连接部分与形成在臂 27上的连接部分，元件98适合于与曲柄臂5的臂27连接。该连接用插入 形成在每个连接元件98上的孔64中的螺钉(未示出)进行。
在其外表面上(图ll),大前链轮10包括具有相应接触表面60 的两个元件55，其适于接触右曲柄臂5的元件30的接触表面32。该元件 55具有与元件30相同的角度延伸，并且每个元件55延伸在两个相邻的 元件98之间没有结构干扰。上面相对于连接部分44关于数目、角度位 置以及相对于曲柄臂的旋转轴线的该曲柄臂5的元件30的角度延伸已 经说明的内容，因此关于形成在元件98上的连接部分并关于该前链轮 的旋转轴线，对于前链轮10的元件55也是有效的。
优选元件55沿径向由根据圆弧延伸的弯喉部62环绕。
在元件55的端部，形成用于通过插入右曲柄臂5的插入件50中的 螺钉的孔64。
另一方面，在前链轮10的里面上(示于图IO)，设置具有相应接 触表面66的一对元件65，其适合于接触右曲柄臂5的元件35的接触表面 40。
在这种附加连接部分存在的情况下，该大前链轮10还包括附加 的臂68，其具有孔69,用于通过预定插入到形成在该曲柄臂5的附加 连接部分46上的该孔的螺钉。
在图10和图11详细地示出的大前链轮10的实施例的中，与曲柄 臂5接触的每个接触元件55和65形成在环形元件11的单个主体部分 14，该主体部分14从其内表面13朝着该前链轮10的中心径向悬臂地 延伸，并且该主体部分14还包括一对连接元件98。因此该元件55、
65和98都是该主体部分14的一体的部件。
图14示出用10表示的大前链轮的可选实施例。在这个实施例 中，没有示出包括元件65和98的单个的主体部分14。的确，这里的 主体部分H只包括接触元件55和一对用于与曲柄臂5连接的元件98, 因而与曲柄臂5接触的接触元件65形成在另一个相应的主体部分 140，该主体部分140不同于环形元件11的主体部分14并与其分开， 该主体部分140也从环形元件11的内表面14向着前链轮10的中心径 向悬臂地延伸，并且不包括与曲柄臂5连接的连接元件98和与曲柄臂 5接触的接触元件55。
在这样的实施例中，元件98和65做成邻接前链轮10的带齿的部 分IOO。优选地，考虑到该带齿的部分100的原来圆周的直径T，元件 98和65设置在并且完全包含在径向延伸的环形区中，该环形区在所 述环形元件和直径为T'的理想圆周之间径向地延伸，使得T^T'》 aT，其中a选自2/3、 3/4、 4/5、 5/6或6/7。
优选地，前述内表面形成在理想圆周上，该理想圆周设置成从 带齿的部分100径向向里面至少lmm 。
因此在这种情况下前链轮10减少到带齿的条，该带齿的条具有 构成该连接元件98以及接触元件55和65,并具有短径向延伸的凸出 部分。因此，设置在该曲柄臂上的连接臂的最大径向延伸由直径T" (图2和图4)限定，使得T> T〃 >T'，其中T与T"之间的差由对 留下自由前链轮部分的需要给出，其足以使该齿与链条啮合。
具体参考图4，如果L表示曲柄臂的臂的长度(这种长度商业上 设置为170mm、 172.5mm和175mm)，本发明组件的曲柄臂的尺寸做成 使L/ T"的比值在0.7和1之间，优选在0.8和0.9之间。
可以预见未示出的实施例，如上面参考图14所述，其中前链轮 具有连接元件98和短延伸部分的和接触元件55和65，并且如上面参 考图11所述，所有这些元件形成为单一主体部分14的部件。
应当指出，在本发明组件的前链轮的所有实施例中，前链轮io 与曲柄臂5的接触部分在结构上和物理上不同于相应的连接部分。
在使用图ll的或未示出实施例的前链轮的情况下，如上面参考 图14所述，其中该前链轮具有连接元件98以及短延伸部分的接触元 件55和65，并且，如上面参考图ll所述，所有这些元件形成为单一 主体部分14的部件，本发明组件的曲柄臂具有连接臂，其具有比常 规曲柄臂的连接臂大的径向延伸部分。具体说，虽然在标准组合的 情况下，在常规曲柄臂中由在大前链轮和小前链轮上的连接孔形成 的理想圆周是130imn或135mm，在紧凑组合的情况下是110mm，但是在 本发明组件的曲柄臂中，由用于与大前链轮10连接的孔45形成的理 想圆周的直径在环形区内，该环形区具有大于或等于150mm的内直 径，和小于或等于180醒的外直径，优选内直径大于或等于160mm， 外直径小于或等于170mm，因而由用于与小前链轮15连接的由孔40形 成的理想圆周的直径在环形区域内，该环形区具有大于或等于100mm 的内直径，和小于或等于130mm的外直径，优选内直径大于或等于 110mm,外直径小于或等于120mm。
图1和图2示出包括标准前链轮组合的右曲柄臂组件，即，具有 最少39个齿的小前链轮与具有52和56之间的齿数的大前链轮(在所 示的前链轮10中为53)连接。
但是，图6、图7和图8所示的右曲柄臂5能够支撑宽范围的前链 轮组合，例如，如图3和图4所示的紧凑型的组合，其中小前链轮15 '具有等于34的最少数目的齿，而大前链轮10'具有46和50之间数 目的齿(在所示的组合中为48)。
但是应当指出，该右曲柄臂5能够安装任何尺寸的大前链轮， 其理由是能够采用不同于标准的和紧凑的前链轮的前链轮组合，具 体说，混合组合。
如图6、图7、图8、图13所示，曲柄臂5、 5'还包括邻接表面， 其适合于允许曲柄臂相对于前链轮10的正确的角度定位。这种表面 70、 70'形成在与曲柄臂5、 5'接触的接触元件35、 35'的自由端。 另外的连接表面72设置该元件35的主体部分，其相对于连接臂27在 相对侧上延伸到邻接表面70形成在其上的一端。邻接表面70、 72以 邻接方式与形成在大前链轮10上的对应的邻接表面74、 76合作。
图12示出将大前链轮10安装在右曲柄臂5上的方法。具体说， 使大前链轮10与右曲柄臂5接触，以便该曲柄臂5的元件30的接触表 面32与该前链轮10的元件55的接触表面60接触。在这个位置右曲柄 臂5相对于前链轮10沿着与蹬踏板时的旋转方向相同的旋转方向" 旋转。曲柄臂5相对于前链轮移动，直到右曲柄臂5的邻接表面70、 72与该前链轮10上的对应的邻接表面74、 76接触。在这个位置，右 曲柄臂5的元件35的接触表面40将与该前链轮10上元件65的接触表 面66邻接。结果，当前链轮10的表面74、 76与曲柄臂的表面70、 72 邻接时，接触表面32、 40、 60和66相互合作以将它保持在位，并且 操作者可以用一双空闲的手固定螺钉。
参考图15和16，图15和16示出根据本发明组件的的另一个实施 例，并用200表示。
右曲柄臂组件200包括优选用复合材料制造的曲柄臂205，该 曲柄臂205包括与环形的带齿的条215连接的连接部分210。优选，该 连接部分210包括环形形状的外周边部分225，其通过多个连接臂230 与曲柄臂205的细长的主体220连接。
连接部分210和该齿条215之间的连接可以是能够传递转矩的 是任何形式。在图16中，作为一个例子，示出成形连接，在特定的 带齿的部分中，优选用胶接加强的成形连接，或通过利用共模制获 得由该连接部分210的复合材料与该齿条215的金属之间的粘结的成 形连接。可选地，齿条215和连接部分210可以在其界面上形成螺纹 (并且然后可以用胶接)用螺纹相互连接。根据另一个可选实施例， 齿条215通过螺钉或其他固定元件连接于该连接部分210。
应当看到，虽然图16示出径向连接界面240和圆周连接界面 245，但是我们决不排斥只是圆周或只是径向连接的实施例(其中， 在图1至图14没有前或后接触表面的情况)。齿条205和连接部分210 之间的连接也可以是燕尾连接，或沿着相对于环形齿条215的旋转轴 线倾斜的表面延伸的连接。
应当看到，虽然图15只示出一个环形齿条215，在可预见的实 施例中，右曲柄臂205也可以与前链轮或较小直径的环形条连接。这 种较小直径的环形条和右曲柄臂205之间的连接具有与关于环形齿 条215所述的连接同样的类型。
正如在图17的变形200'中所强调的，连接部分210'，不是根 据完全环的延伸，而是能够包括环部分225',例如具有关于图6、 图7和图8的曲柄臂5的支撑结构所示的尺度。该连接部分210和环形 齿条215'之间的连接具有对于图15和图16的组件200所描述的同样 的类型。
图17还示出，右曲柄臂200'(正如图15的曲柄臂200)可以包 括相对于齿条215'较小直径的第二前链轮或齿条216。该较小的前 链轮216可以具有关于图1至图4的右曲柄臂组件所示的类型，或与曲 柄臂205'以与齿条215'同样方式连接的，类似于齿条215'的其他
的齿条。
在所述和所示的所有实施例中，小前链轮15以常规方式与右曲 柄臂5连接，即只接触外面。但是在可预见的实施例中，小前链轮15 与右曲柄臂5之间的连接与用于大前链轮1的连接是同样的，即在外 面和里面都接触。
右曲柄臂5的各种变化是可能的，例如，在与大前链轮的外面 和在里面的接触元件的位置相对于连接部分可以颠倒，因此实现它 们在蹬踏板的不同角度位置的接触功能。所示的实例是在其中接触 元件在关键状态下对抗前链轮的扭曲的实施例，即，当踏板已经通 过竖直处开始新的下降时，因为这是骑车人施加最大推力的位置。 该接触表面也能够相互面向并且因此在同样的角度位置。
权利要求
1. 一种用于自行车的右曲柄臂组件(1， 200， 200')，其包括 右曲柄臂(5, 5' ， 205， 205')，在其至少一个第一连接部分(99) 处与所述右曲柄臂(5， 5' , 205, 205')直接连接的第一环形元件(11， 215， 215')，和与所述右曲柄臂(5， 5' ， 205， 205')连 接并且尺寸小于所述第一环形元件(11， 215， 215')的至少一个第 二环形元件(15， 15' ， 216)，其中，所述第一环形元件(11， 215， 215')包括带齿的部分(100),其沿着具有预定直径的基本圆周径 向向外延伸，其特征在于所述至少一个第一连接部分(99)完全包含 在第一区，该第一区从直径至少等于所述预定直径的2/3的理想圆周开 始径向向外延伸。
2. 如权利要求l所述的右曲柄臂组件(1, 200, 200')，其中所 述理想圆周的直径至少等于所述述预定直径的3/4。
3. 如权利要求l所述的曲柄臂组件(1， 200， 200')，其中所述理想 圆周的直径至少等于所述述预定直径的4/5。
4. 如前述任何一项权利要求所述的曲柄臂组件(l， 200， 200')， 其中所述理想圆周的直径至少等于所述述预定直径的5/6。
5. 如前述任何一项权利要求所述的曲柄臂组件(1， 200, 200')， 其中所述理想圆周的直径至少等于所述述预定直径的6/7。
6. 如前述任何一项权利要求所述的组件(1)，其中所述至少第一 连接部分(99)由至少一个第一连接元件(98)形成，该第一连接元 件从所述第一环形元件(11)径向悬臂地延伸到所述理想的圆周。
7. 如权利要求6所述组件(1)，其中所述第一环形元件包括与所 述曲柄臂(5， 5')接触的至少一个第一接触元件(55)，该第一接 触元件在结构上不同于所述至少一个第一连接元件(98)所述至少一 个第一接触元件(55)从所述径向内表面(13)径向悬臂地延伸并且 完全包含在所述第一区。
8. 如权利要求7所述的曲柄臂组件(1),其中所述所述至少一 个第一接触元件(55)从所述径向内表面(13)在所述第一环形元件(1)的角度位置延伸，该角度位置不同于所述至少一个第一连接元件 的角度位置。
9. 如权利要求7或8所述的曲柄臂组件(1)，其中所述所述至 少一个第一接触元件(55)相对于所述第一环形元件(11)的旋转轴 线沿着非径向的方向延伸。
10. 如权利要求9所述的曲柄臂组件(1)，其中所述所述至少一 个第一接触元件(55)围绕具有预定角度延伸的的圆周的圆弧至少部 分地圆周地延伸。
11. 如权利要求10所述的曲柄臂组件(1)，其中所述角度延伸 等于360° 。
12. 如权利要求10所述的曲柄臂组件(1)，其中所述角度延伸 小于360。。
13. 如权利要求12所述的曲柄臂组件(1〉，其中所述角度延伸 大于15° 。
14. 如权利要求13所述的曲柄臂组件(1)，其中所述角度延伸 在15°和100°之间。
15. 如权利要求13所述的曲柄臂组件(1)，其中所述角度延伸 在30°和75°之间。
16. 如权利要求7至15中任何一项所述的曲柄臂组件(1)，其 中所述第一环形元件(11)包括多个第一连接元件(98)，并且所述 至少一个第一接触元件(55)圆周地延伸在所述多个第一连接元件的 两个相邻的连接元件(98)之间没有结构干扰。
17. 如权利要求7至16中任何一项所述的曲柄臂组件(1),其 中所述曲柄臂(5, 5')具有在使用中预定面向该自行车车架的里面 和与所述里面相对的外面，其中所述至少一个第一接触元件(55)作 用在所述曲柄臂(5, 5')的其中一个面上。
18. 如权利要求17所述的曲柄臂组件(1)，其中所述第一环形 元件(11)包括至少一个第二接触元件(65),其作用在所述两面的 另一面上。
19. 如权利要求18所述的曲柄臂组件(1)，其中所述至少一个 第二接触元件(65)相对于所述至少一个第一连接元件(98)从所述 第一环形元件(11)的所述径向内表面(13)在相对的面上悬臂地延 伸到所述至少一个第一接触元件(55)。
20. 如权利要求19所述的曲柄臂组件(1)，其中所述至少一个 第二接触元件(65)从所述第一环形元件(11)的所述径向内表面(13) 沿着基本径向的方向延伸。
21. 如权利要求19或20所述的曲柄臂组件(1),其中所述至少 --个第二接触元件(65)关于蹬踏板时该曲柄臂组件(1)的旋转周方 向设置在在所述至少一个第一连接部分(98)前面的位置，并且所述 至少一个第一接触元件(55)关于所述旋转方向设置在跟着所述至少 一个第一连接部分(98)的位置。
22. 如权利要求19至21中任何一项所述的曲柄臂组件(1)，其中所 述至少一个第一接触元件(55)和所述至少一个第二接触元件(65)形成在 所述第一环形元件(11)的主体部分(14)中，该主体部分从所述径向内 表面(13)径向悬臂地延伸，并且包括所述至少一个第一连接部分(98)。
23. 如权利要求19至21中任何一项所述的曲柄臂组件(1)，其中所 述至少一个第二接触元件(65)由所述环形元件的相应主体部分形成，该 相应的主体部分从所述径向内表面径向悬臂地延伸，并且所述相应的主体 部分不包括所述至少一个第一连接部分(98)。
24. 如前述任何一项权利要求所述的曲柄臂组件(1)，其中所述第 一环形元件(11)包括至少一个邻接表面(74， 76)，该邻接表面适于允 许所述曲柄臂(5， 5')相对于所述第一环形元件(11)的正确的角度定 位。
25. 如权利要求24所述的曲柄臂组件(1),其中所述至少一个邻接 表面(74， 76)至少部分地形成在所述至少一个第二接触元件(65)中。
26. 如权利要求19至25中任何一项所述的曲柄臂组件(1)，包括多 个第一接触元件(55)和多个第二接触元件(65)。
27. 如权利要求19至26中任何一项所述的曲柄臂组件(1)，包括与 所述至少一个第一接触元件(55)合作的至少一个第一曲柄臂元件(30, 30')，和与所述至少一个第二接触元件(65)合作的至少一个第二曲 柄臂元件(35， 35')。
28. 如权利要求27所述的曲柄臂组件(1)，其中所述少一个第一曲 柄臂元件(30, 30')的角度延伸基本等于所述至少一个第一接触元件(55) 的角度延伸。
29. 如前述任何一项权利要求所述的曲柄臂组件(1)，其中所述第 一环形元件(11)在所述曲柄臂(5, 5')至少一个第一连接部分(44) 与所述曲柄臂(5， 5')连接，并且其中，所述至少一个第二环形元件(15， 15')在所述曲柄臂(5， 5')至少一个第二连接部分(47)与所述曲柄 臂(5， 5')连接，该至少--个第二连接部分(47)不同于所述至少一个 第一连接部分(44)。
30. 如权利要求30所述的曲柄臂组件(1)，其中所述曲柄臂(5， 5')的所述至少一个第一连接部分(44)形成在第一圆周上，该第一 圆周的中心在所述曲柄臂(5， 5')的旋转轴线上，并且所述曲柄臂(5, 5')的所述至少一个第二连接部分(47)形成在至少一个第二 圆周上，该第二圆周与所述第一圆周同心并且其直径不同于所述第一 圆周的直径。
31. 如权利要求30所述的曲柄臂组件(1)，其中所述曲柄臂(5， 5')的所述至少一个第一连接部分(44)相对于所述曲柄臂(5， 5') 的旋转轴线沿着至少一个第一基本径向的方向形成，并且所述曲柄臂(5， 5')的所述至少一个第二连接部分(47)沿着所述曲柄臂(5， 5')的至少一个第二基本径向的方向形成，所述曲柄臂(5， 5')的 至少一个第二基本径向的方向不同于所述曲柄臂(5， 5')的至少一 个第一基本径向的方向。
32. 如权利要求29至31中任何一项所述的曲柄臂组件(1)，其 中所述曲柄臂(5， 5')包括相互以第一预定角度距离设置的至少两 个第一连接部分(44),和相互以第二预定角度距离设置的至少两个 第二连接部分(47)，所述第二预定角度距离小于所述第一预定角度 距离。
33. 如前述任何一项权利要求所述的曲柄臂组件(1)，其中所述 第一区是位于所述理想圆周和第二理想圆周之间的第一环形区，该第 二理想圆周相对于所述带齿的部分(100)设置成至少lmm径向向里。
34. 如权利要求33所述的曲柄臂组件(1),其中所述第一环形 区具有大于或等于150mm的内径，和小于或等于180mm的外径。
35. 如权利要求33所述的曲柄臂组件(1)，其中所述第一环形 区具有大于或等于160mm的内径，和小于或等于170mm的外径。
36. 如权利要求33至35中任何一项所述的曲柄臂组件(1),包 括第二环形区，该第二环形区包含所述曲柄臂(5， 5')的所述至少 一个第二连接部分(47)，并且具有大于或等于lOOmm的内径，和小 于或等于130mm的外径。
37. 如权利要求36所述的曲柄臂组件(1),其中所述第二环形 区具有大于或等于110mm的内径，和小于或等于120mm的外径。
38. 如权利要求1至5中任何一项所述的右曲柄臂组件(200, 200 '),其中所述至少一个连接部分(99)由所述环形元件(215， 215 ')的径向内表面(240, 245)形成。
39. 如权利要求38所述的右曲柄臂组件(200, 200')，其中所 述径向内表面(240， 245)相对于所述带齿的部分(100)设置成至少 lmm径向向里。
40. 如权利要求38或39所述的右曲柄臂组件(200， 200'),其中所述所述至少一个连接部分(99)包括至少一个径向延伸的表面 部分(240)。
41. 如权利要求38至40中任何一项所述的右曲柄臂组件(200, 200')，其中所述所述至少一个连接部分(99)包括绕所述组件(200， 200')的旋转轴线延伸的至少一个圆柱形表面部分(245)。
42. 如前述任何一项权利要求所述的曲柄臂组件(1, 200， 200')， 其中所述曲柄臂(5， 5' ， 205， 205')包括预定的长度L的臂和与所述 第一环形元件(11， 215, 215')连接的多个连接臂(27， 27' ， 230)， 该多个连接臂(27， 27' , 230)相对于所述曲柄臂(5， 5' ， 205， 205 ')的旋转轴线基本径向地延伸，且其径向延伸部分由直径为T〃圆周 形成，其中L/T"在0.7和1之间。
43. 如权利要求42所述的曲柄臂组件(1， 200， 200'),其中 L/T"的比值在0.8和0.9之间。
44. 如前述任何一项权利要求所述的曲柄臂组件(1,200,200'), 其中所述曲柄臂(5， 5' ， 205， 205')用轻金属材料或用复合材料制造。
45. —种用于自行车的右曲柄臂(5， 5' ， 205， 205')，包括预定的长 度L的臂和与带齿的环形元件(ll， 215， 215')连接的多个连接臂(27， 27' , 230)，该多个连接臂(27， 27' , 230)相对于所述曲柄臂(5, 5 '，205, 205')的旋转轴线基本径向地延伸，其中所述连接臂(27， 27' , 230)的径向延伸部分由直径为T〃圆周形成，其特征在于L/T" 在O. 7和1之间。
46. 如权利要求45所述的曲柄臂，其中L/T"的比值在0.8和0.9之间。
47. 如权利要求46所述的曲柄臂(5， 5' ， 205， 205'),包括与该 环形元件(11, 215， 215')连接的第一连接部分(44).，该第一连接部 分(44)设置在第一环形区的连接臂(27， 27' , 230)上，该环形区具有大于或等于150mm的内径，和小于或等于180mm的外径。
48. 如权利要求47所述的曲柄臂(5， 5' , 205， 205')，其中所述 第一环形区具有大于或等于160mm的内径，和小于或等于170mm的外径。
49. 如权利要求45至48中任何一项所述的曲柄臂(5, 5' , 205， 205 ')，包括与第二环形元件(15， 15' , 216)连接的第二连接部分(47)， 该第二连接部分(47)设置在第二环形区，该第二环形区具有大于或等于 100mm的内径，和小于或等于130mm的外径。
50. 如权利要求49所述的曲柄臂(5， 5' , 205， 205'),其中所述 第二环形区具有大于或等于110mm的内径，和小于或等于120mm的外径。
51. 如权利要求45至50中任何一项所述的曲柄臂(5， 5' ， 205， 205 ')，其中所述连接部分(44, 47)包括螺纹孔(45， 48)。
全文摘要
一种用于自行车的右曲柄臂组件(200)，其包括右曲柄臂(205′)，在其至少一个第一连接部分(99)处与所述右曲柄臂(205′)直接连接的第一环形元件(215′)，和与所述曲柄臂(200′)连接并且尺寸小于所述第一环形元件(215′)的至少一个第二环形元件(216)。该第一环形元件(215′)包括带齿的部分(100)，其沿着具有预定直径的原来的圆周径向向外延伸，所述至少一个第一连接部分(99)完全包含在第一区，该第一区从直径至少等于所述预定直径的2/3的理想圆周开始径向向外延伸。这种环形元件构成本发明曲柄臂组件的前链轮，并且包括简单的带齿的条。这种前链轮在重量上特别轻。
文档编号B62M3/00GK101121433SQ20071013993
公开日2008年2月13日 申请日期2007年8月3日 优先权日2006年8月3日
发明者保罗·帕斯夸, 毛里齐奥·瓦莱 申请人:坎培诺洛有限公司