专利名称：用于自行车的夹持垫片式头部装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于自行车的头部装置(head set),其用于将自行车前叉 的转向管(steerer tube )旋转地安装在该自行车车架的前管中。
背景技术：
这种称为无螺紋式头部装置是众所周知的，美国专利号5,095,770和 6，651，525即为这种头部装置的示例。典型的这种类型的头部装置是，具有 楔形截面部件的压缩元件通过施加的轴向载荷插入在轴承座圈与转向管之 间，以占据转向管与轴承座圏之间的间隙，从而将轴承座圈紧固至转向管， 以及轴向预载轴承。然而，尽管自行车前叉采用标准外直径尺寸(O.D.)的 转向管制成，但是由于转向管不是精密制造的产品，所以可能且确实出现非 常大的公差带。如果O.D.偏差处于正侧，由于其简单来讲仅仅意味着压缩环 的楔形部分不得不较小程度的压入轴承座圈间隙中以获得必要的固定和预 载，所以有点过大不会引起问题。另一方面，如果O.D.过小，由于楔形部分 插入间隙缝中的深度不足以在头部装置的顶盖接合轴承杯和/或轴承的顶部 之前产生必要的保持力和轴承预载，所以这确实会引起问题。
通常已知可以使用垫片来占据各种类型部件的松弛部分。在头部装置领 域，有时称为缩节管的圓柱形垫片已知地例如用于使用于1-1/8英寸转向管 的头部装置适应于1英寸的转向管，或者使用于1-1/4英寸转向管的头部装 置适应于1-1/8英寸的转向管。这些垫片插套在转向管上，且在安装过程中 必须保持在所述轴承座圈与转向管之间。 一个人很难进行这种操作，并且这 种垫片是基于转向管O.D.正确的假设。
还建议将垫圈形垫片放置在所述头部装置的顶盖与轴承座圈之间，以防
止在转向管的扭转过程中拉拽轴承杯。然而，在安装过程中难以将这种垫片
放在适当的位置，如果垫片具有大于转向管的O.D.的内直径(I.D.)的话， 那么在使用过程中难以将这种垫片保持在其适当的位置，从而导致该垫片可 径向滑动。此外，当有必要或者希望拆卸该转向组件，例如，润滑或者重置 轴承，或者更换前叉或者在行进过程中时，垫片将丢失或者错位，从而失去 了所达到的高度设置。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于提供一种改进的头部装置，其中一个或者 多个垫片选择性地可合并以补偿具有尺寸过小O.D.的转向管。
另 一 目的在于，采用不会影响头部装置的安装的方便性或者在使用中不 会移位的方式实现以上目的。
根据本发明的这些以及其他目的通过以下方式实现，提供所述头部装置 的顶盖与该头部装置的压缩环之间的协作关系，这将使一个或者多个垫片能 够夹持在所述头部装置的顶盖与该头部装置的压缩环之间，以增加轴承杯和 /或轴承上方的所述顶盖的高度。
下文中将参照示出根据本发明的多个实施例的附图描述本发明另外的 细节。
图1为本发明第一实施例的分解截面图； 图2为本发明第一实施例处于组装位置的截面图； 图3-图6为本发明的四个可替换实施例的局部截面图； 图7为示出应用于头部装置组件的本发明的截面图，其中轴承装置直接 安装在前管中。
具体实施例方式
图1和图2示出根据本发明的头部装置的第一实施例，其包括轴承杯1、
顶盖2、压缩环3和一个或者多个垫圈形垫片7。传统地，轴承杯l容纳卡 盘式轴承或者一对轴承座圈，轴承装置(bearing set)定位在该对轴承座圈 之间，或者该轴承装置自身即为轴承座圈。顶盖2与标准顶盖之间的主要区 别在于，该顶盖2设置有沿径向向内指向的钩形突起2a。相似地，压缩环3 与标准压缩环的主要区别在于，该压缩环3设置有沿径向向外指向的法兰 3a。如图2所示，法兰3a^^皮设计为扣在突起2a上，为了方<更，相对面2b、 3b为倾斜的以使法兰3a能够滑过突起2a。
从图l还明显可知，突起2a的上表面与顶盖2的接触面2d之间存在间 隔2c，其大于法兰3a的高度。这使一个或者多个垫圏形垫片7能够设置在 压缩环3的上表面3c与顶盖2的接触面2d之间(图中示出两个垫片7)。 间隔2c的尺寸为提供关于最大转向管偏差的调节，其中最大转向管偏差的 预期出现为合理的。如果转向管(未示出)被制造为朝向公差带的上端，则 没必要使用垫片7,并且在安装过程中上表面3c将由接触面2d接合。然而， 如果该转向管接近公差带的下端或者尺寸过小，则其无法在顶盖2固定在轴 承杯1之前通过压缩环3的作用而接合，此时根据需要可将一个或者多个垫 片7设置在压缩环3的上表面3c上，然后这些垫片将夹持在接触面2d与压 缩环3之间。
如图2所示，被夹持的垫片7具有相对于压缩环3升高顶盖的作用，从 而在顶盖2固定在轴承杯之前，使顶盖2能够进一步将压缩环3充分地压至 所述轴承装置(其传统上具有与压缩环3的斜面3d配合的斜面)中，从而 确保在不使顶盖与轴承杯的情况下施加适当的轴向和径向力，使得在转向管 被手杆扭转时不会拉拽轴承杯。夹持垫片7的方式形成许多优点。 一方面， 由于连有垫片7和压缩环3的顶盖2使得此单元被看作单一零件，所以便于 安装。另一方面，由于垫片7被夹持在间隔2c中，所以在安装过程中、安
装之后、拆卸过程中和使用过程中其不会移出其位置。
图3示出上述实施例的修改版，其不同之处仅在于，顶盖2和压缩环3 均具有相互接合的平面法兰，而去除了斜面和钩形部分。在其他方面，该版 本在结构上和使用方法上与图1和图2的版本相同。
图4的实施例与图3的实施例的区别在于其构成为具有方向相反的顶盖 12的突起12a和压缩环13的法兰13a。具体而言，在该实施例中，压缩环 13的法兰13a沿径向向内指向而不是向外，顶盖12的突起12a沿径向向外 指向而不是向内。在其他方面，该实施例的突起和法兰可采用与两个先前的 实施例中的任--个相同的方式而构成和使用。
除了压缩环23被改动以使垫片7被夹持在压缩环23与顶盖22的相对 的外端面表面之间夕卜，图5和图6的实施例分别与图3和图4的实施例相同。 在该情况下，在压缩环扣入盖之前，垫片没有放置在压缩环的顶部或者顶盖 内，而是在将压缩环扣入顶盖22之前，将垫片7放置在压缩环的上周界上， 从而置于接触面23c上。当然，图1和图2的突起和法兰结构也可在这些实 施例中使用。
上述所用实施例的共同之处在于，无效运动才几构(lost motion mechanism)形成在压缩环3、 13、 23与顶盖2、 12、 22之间，其中至少一 个垫圏形垫片7选择性地可被夹持，以采用限制所述顶盖朝向压缩环3、 13、 23可移动的距离的方式限制压缩环3、 13、 23与顶盖2、 12、 22之间的运 动程度，所述顶盖朝向压缩环3、 13、 23的移动增加压缩环朝向轴承杯1可 轴向移动的程度，而不会使顶盖2、 12、 22接合至轴承杯1。因此，本发明 的头部装置可用于与其他的相比尺寸小到很大程度的转向管。而且，当该头 部装置处于组装状态时，所述顶盖与轴承之间的距离可被精确控制。同时， 使用根据本发明的一个或者多个垫片决不会对该头部装置的安装、头部装置 的拆卸以及其操作的灵活性有不利的影响。
尽管示出和描述了某些特殊实施例，但是本发明不应被视为仅限于此， 基于先前的公开，许多变化和其他实施例将对于本领域技术人员而言显而易
见。例如，尽管垫片被描述为垫圈形，但是其应被视为包括所有环形垫圈的 形状，并且在某些情况下也可使用非完全环形的形状。相似地，上述具体的 概念可应用于具有不同结构的顶盖、压缩环(或者其他用作相同功能的元 件)、和/或轴承杯/支座的其他类型的无螺紋头部装置中，可修改为在顶盖 与压缩环之间夹持一个或者多个垫片。此外，尽管为了清晰，以上使用法兰 和突起这些不同的术语来区分顶盖的元件与压缩环的类似元件，但是应该理 解的是，被命名为突起的部件可为法兰，而被命名为法兰的部件可为突起。
权利要求
1、一种用于自行车的夹持垫片式头部装置，包括轴承装置，其用于安装在自行车的前管上；元件，其用于轴向加载所述轴承装置并将该轴承装置径向固定至自行车前叉的转向管；顶盖，通过该顶盖向所述元件施加轴向载荷；和至少一个垫片，用于调节所述顶盖与所述元件之间的间隔；其中，无效运动机构形成在所述元件与所述顶盖之间，并且所述至少一个垫片选择性地可夹持在所述机构中，以采用限制所述顶盖朝向所述元件可移动的距离的方式来限制所述元件与所述顶盖之间的移动程度。
2、 如权利要求1所述的夹持垫片式头部装置，其中，所述垫片为垫圈形。
3、 如权利要求1所述的夹持垫片式头部装置，其中，所述无效运动机 构包括在所述顶盖上的内部法兰或者突起，所述元件的法兰或者突起以轴向 间隙扣在所述顶盖的法兰或者突起上。
4、 如权利要求3所述的夹持垫片式头部装置，其中，所述垫片为垫圏形。
5、 如权利要求3所述的夹持垫片式头部装置，其中，相对于所述头部 装置的轴向中心线，所述顶盖上的法兰或者突起沿径向向内指向，所述元件 的法兰或者突起沿径向向外指向。
6、 如权利要求3所述的夹持垫片式头部装置，其中，相对于所述头部 装置的轴向中心线，所述顶盖上的法兰或者突起沿径向向外指向，所述元件 的法兰或者突起沿径向向内指向。
7、 如权利要求3所述的夹持垫片式头部装置，其中，所述顶盖和元件 上的法兰或者突起具有斜面，以便于所述元件的法兰或者突起穿过所述顶盖 的法兰或者突起和移动至其上。
8、 如权利要求4所述的夹持垫片式头部装置，其中，所述至少一个垫 片可夹持在所述顶盖的内接触面与所述元件的法兰或者突起的顶面之间形 成的内部间隔中。
9、 如权利要求2所述的夹持垫片式头部装置，其中，所述至少一个垫 片可夹持在所述顶盖的内接触面与所述元件的法兰或者突起的顶面之间形 成的内部间隔中。
10、 如权利要求4所述的夹持垫片式头部装置，其中，所述至少一个垫 片可夹持在所述顶盖端面的 一部分上的接触面与所述元件的的接触面之间 形成的外部间隔中，该外部间隔形成在所述法兰或者突起的下方并朝向所述 顶盖的接触面。
全文摘要
一种用于自行车的夹持垫片式头部装置，包括轴承装置，其用于安装在自行车的前管上；元件，其用于轴向加载所述轴承装置并将该轴承装置径向固定至自行车前叉的转向管；顶盖，通过该顶盖向所述元件施加轴向载荷；和至少一个垫片，用于调节所述顶盖与所述元件之间的间隔。无效运动机构形成在所述元件与所述顶盖之间，所述至少一个垫片选择性地可夹持在所述机构中，以采用限制所述顶盖朝向所述元件可移动的距离的方式来限制所述元件与所述顶盖之间的移动程度。
文档编号B62K21/06GK101353073SQ200810132069
公开日2009年1月28日 申请日期2008年7月24日 优先权日2007年7月24日
发明者约书亚·科普伦 申请人:藤河自行车部件有限公司