专利名称：自行车管式车架,尤其是传统菱形的自行车管式车架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自行车管式车架，尤其是传统菱形的自行车管式车架。
背景技术：
在自行车中，车架是基本部件，因为除了执行所有其他自行车部件组装到其上的 支撑结构的功能以外，其还承受主要由骑车者的腿与主动轮之间功率传递引起的连续应 力，这影响到自行车的性能。 自行车车架实际上主要承受由骑车者在冲程过程中，即当腿向踏板施加的推力转 化为通过传动系统施加到主动轮的牵引力时引入的负载。 更确切地说，踏板在两侧(右侧和左侧)完全不对称，因此随着时间的推移，它们 产生了强度相同但方向相反的两个作用。 当人们为了竞赛使用而研究车架的变形时，这些作用将更加明显；在赛车手冲程 过程中，所述赛车手可达到每分钟以90次冲程的转速传递1200W的平均功率，车架经受由 赛车手自身施加到踏板上的垂直推力引起的弯曲和扭转应力，还要加上由于赛车手体重产 生的负载以及由赛车手在握住车把时引入的弯曲和扭转应力。 而且，车架经受由传动系统产生的弯曲和扭转应力，所述传动系统在目前使用的 车架中典型地全部安装在右侧。 更详细地，小齿轮和链环之间的链条牵引力易于与中央机构和主动轮的轴线不对
齐(其理想地为平行的)，这使车架注定产生弯曲和扭转变形，所述变形根据骑车者推动右
踏板或推动左踏板而加到由骑车者对踏板的动作引起的变形中或从其中减去。 为了避免由于所述不同应力引起的结构失效，所述结构失效进一步加到在其上使
用自行车的路面的坑洼引起的效果上，自行车车架设计通过寻找弯曲和扭转刚度和重量之
间的最佳折衷方案来进行。 根据自行车的类型和其可具有的成本，存在由不同材料制成的不同形状的车架。
最常见的结构是具有"菱形"的形状，由四个管状体(头管、水平管、垂直管和斜 管)构成的结构，它们在两个节点连结到后支架(连结到后轮的联接叉)，所述后支架由4 个更细的管状体(横向衬套和纵向衬套)组成。 在这种类型的成本更低的车架中，最普遍的是由具有对称的抵抗横截面的管状体
组成的车架，其可具有不变的厚度或沿这种管状体的延伸而变化的截面。 根据车架通常承受的所述应力，这些已知类型的车架都有缺点，这些缺点包括实
际上对称车架要么过于刚性要么太不稳定。 为了避免此缺点，背景技术建议只有车架的后部，即后支架部件为不对称结构。
发明内容
本发明的目标是通过提供一种自行车管式车架，尤其是传统菱形的自行车管式车 架来消除上面指出的缺点，其能够具有关于自行车的纵向平面不对称的弯曲和扭转刚度值，使得不管考虑自行车的哪侧都既不会太不稳定也不会过于刚性，以此来进一步优化车 架的结构性能。 以此目标，本发明的目的是提出一种自行车管式车架，尤其是传统菱形的自行车 管式车架，其重量轻和生产成本低，从而关于相同级别的已知类型车架具有竞争力。 此目标以及这些和其他目的此后将变得更加明显，其由一种自行车管式车架，尤 其是传统菱形的自行车管式车架实现，所述管式车架包括管式结构，其形成至少一个可连 接到前叉的前头管；第一基本水平管状体，其功能性连接到所述头管，并形成用于安装车 座的插入口 ；以及第二斜管状体，其功能性连接到所述前头管并可支撑中央机构，其特征在 于，所述管状体中的至少一个具有结构不对称的抵抗横截面以用于关于车架的纵向平面不 对称的弯曲和扭转加劲，所述纵向平面穿过所述第一基本水平管状体的轴线并穿过所述第 二斜管状体的轴线。
通过下面对在附图中以非限制性例子示出的根据本发明的自行车管式车架，尤其 是传统菱形的自行车管式车架的优选但不排他实施例的详细描述，本发明的进一步特征和 优点将变得更加明显，其中 图1是根据本发明的自行车管式车架，尤其是传统菱形的自行车管式车架的实施 例的右侧视图； 图2是图1所示车架的左侧视图； 图3是图1所示车架的平面图； 图4是图1所示车架的第二实施例的右侧视图； 图5是图4所示车架沿线V-V剖开的剖视图； 图6是图4所示车架沿线VI-VI剖开的剖视图； 图7是图4所示车架沿线VII-VII剖开的剖视图； 图8是图4所示车架沿线VIII-VIII剖开的剖视图； 图9是图4所示车架沿线IX-IX剖开的剖视图； 图10是图4所示车架沿线X-X剖开的剖视图； 图11是图4所示车架沿线XI-XI剖开的剖视图； 图12是图1所示车架的第三实施例的右侧视图； 图13是图12所示车架沿线XIII-XIII剖开的剖视图； 图14是图12所示车架沿线XIV-XIV剖开的剖视图； 图15是图12所示车架沿线XV-XV剖开的剖视图； 图16是图12所示车架沿线XVI-XVI剖开的剖视图； 图17是图12所示车架沿线XVII-XVII剖开的剖视图； 图18是图12所示车架沿线XVIII-XVIII剖开的剖视图； 图19是图12所示车架沿线XIX-XIX剖开的剖视图； 图20是图1所示车架的第四实施例的右侧视图； 图21是图20所示车架沿线XXI-XXI剖开的剖视图； 图22是图20所示车架沿线XXII-XXII剖开的剖视 图23是图20所示车架沿线XXIII-XXIII剖开的剖视图； 图24是图20所示车架沿线XXIV-XXIV剖开的剖视图； 图25是图20所示车架沿线XXV-XXV剖开的剖视图； 图26是图20所示车架沿线XXVI-XXVI剖开的剖视图； 图27是图20所示车架沿线XXVII-XXVII剖开的剖视图。
具体实施例方式
参照附图，总体由附图标记1指代的自行车管式车架，尤其是传统菱形的自行车 管式车架包括管式结构2，其形成至少一个连接到前叉的前头管3 ;第一基本水平管状体 4，其为抵抗应力而功能性连接到头管3，并形成了用于安装车座的插入口 5;以及第二斜管 状体6，其功能性连接到前头管3并支撑中央机构。 车架1进一步包括后支架7，其功能性连接到管式结构2，并且包括两个水平套管 8和一对斜套管9，这些套管由类似但小于管式结构2的那些管状体的管状体构成。
更具体地说，斜套管9从第三斜管状体10延伸，所述第三斜管状体10功能性连接 到第四基本垂直管状体11 ，所述第四基本垂直管状体11分别在用于安装车座的插入口 5处 以其端部lla功能性连接到第一基本水平管状体4并在中央机构处在以其端部lib功能性 连接到第二斜管状体6。 更确切地说，用于安装车座的插入口 5由第四基本垂直管状体11直接形成。
根据本发明，为了使关于车架1的纵向平面12，即穿过第一基本水平管状体4的轴 线并穿过第二斜管状体6的轴线的平面不对称的抗弯和抗扭加劲，从而使结构根据对于自 行车车架承受的典型不对称弯曲和扭转应力而优化，两个管状体中的至少一个4或6具有 关于车架1的纵向平面12结构不对称的抵抗横截面。 有利地，在图4-11所示的车架1的第二实施例中，这种抵抗横截面的结构不对称 性可通过提供关于纵向平面12具有不对称形状，且在整个截面上保持基本不变的壁厚的 抵抗横截面来实现。 必须强调的是此第二实施例中厚度的不变性被认为是示例性特征，因为所述管状 体可通过例如碳的复合材料手工提供，并由此可具有由生产操作产生的最小的厚度变化。
作为替代方案，在图12至19所示的车架1的第三实施例中，抵抗横截面的结构不 对称可通过提供具有在右半截面和左半截面之间不同的壁厚的抵抗横截面，且维持关于纵 向平面12对称的形状(其形成两个右半截面和左半截面)而实现。 作为进一步的替代方案，在图20至27所示的车架1的第四实施例中，抵抗横截面 的结构不对称可通过提供壁厚在右半截面和左半截面之间不同的抵抗横截面，同时具有关 于纵向平面12的横向抵抗截面的不对称形状而实现。
以此方式能够叠加两个几何不对称的效果。 根据希望在哪里获得车架1的结构不对称，这些几何不对称性可以应用于第一基 本水平管状体4或应用于第二斜管状体6，或应用于管状体4和6 二者。
关于管式结构2，为了在除了已经由之前解释的几何不对称性提供的加劲以外，还 具有关于车架1的纵向平面12不对称的弯曲和扭转加劲，能够将相同的原理也应用到第三 斜管状体IO，使得其具有结构不对称的抵抗横截面，该抵抗横截面通过关于纵向平面12形状不对称而其中壁厚在整个截面上基本不变来实现，或通过右半截面和左半截面之间的壁 厚不对称实现，或通过两个前述情况的结合实现。 术语"基本水平"和"基本垂直"是用于表示它们所指的元件与相应的垂直或水平 方向有轻微的锐角度偏差，如图中所示并如本领域技术人员所已知的。 在实践中已经发现，根据本发明的自行车管式车架，尤其是传统菱形的自行车管 式车架完全达到了预期目标和目的，这是因为，通过关于所述自行车的纵向平面替换地改 变构成车架的管状元件的横截面形状或所述管式车架的厚度，就能够具有不对称的弯曲和 扭转刚度，由此实现所述车架的优化。 如此构思的自行车管式车架，尤其是传统菱形的自行车管式车架容易进行许多修 改和变化，所有修改和变化都落入所附权利要求的范围内。
所有细节可进一步由其他技术等同元件替换。 在实践中，采用的材料，只要它们与特定用途相符，以及视条件而定的形状和尺 寸，根据需要和现有技术可为任意的。
权利要求
一种自行车管式车架，尤其是传统菱形的自行车管式车架，包括管式结构(2)，所述管式结构形成至少一个可连接到前叉的前头管(3)；第一基本水平管状体(4)，所述第一基本水平管状体功能性连接到所述头管(3)并形成用于安装车座的插入口(5)；以及第二斜管状体(6)，所述第二斜管状体功能性连接到所述前头管(3)并能支撑中央机构，其特征在于，所述管状体(4，6)中的至少一个具有结构不对称的抵抗横截面以用于关于所述车架(1)的纵向平面(12)不对称的弯曲和扭转加劲，所述纵向平面(12)穿过所述第一基本水平管状体(4)的轴线并穿过所述第二斜管状体(6)的轴线。
2. 根据权利要求l所述的车架，其特征在于，所述基本水平的第一管状体(4)具有结构 不对称的抵抗横截面以用于关于所述纵向平面(12)不对称的扭转和弯曲加劲。
3. 根据权利要求l所述的车架，其特征在于，所述第二斜管状体(6)具有结构不对称的 抵抗横截面以用于关于所述纵向平面(12)不对称的扭转和弯曲加劲。
4. 根据权利要求l所述的车架，其特征在于，所述第一基本水平管状体(4)和所述第二 斜管状体(6) 二者都具有结构不对称的抵抗横截面以用于关于所述纵向平面(12)不对称 的扭转和弯曲加劲。
5. 根据权利要求2或3或4所述的车架，其特征在于，所述结构不对称的抵抗横截面具 有关于所述纵向平面(12)不对称的形状，其中壁厚在整个截面上基本不变。
6. 根据前述权利要求中一项或多项所述的车架，其特征在于，所述结构不对称的抵抗 横截面具有关于所述纵向平面(12)对称的形状，其中壁厚在右半截面和左半截面之间不 同，所述右半截面和所述左半截面由所述纵向平面(12)限定。
7. 根据前述权利要求中一项或多项所述的车架，其特征在于，所述车架包括后支架 (7)，所述后支架功能性连接到所述管式结构(2)，并且包括两个水平套管(8)和两个斜套 管(9)，所述斜套管(9)从第三斜管状体(10)延伸，所述第三斜管状体(10)功能性连接到 第四基本垂直管状体(ll)，所述第四基本垂直管状体(11)分别在用于安装所述车座的所 述插入口 (5)处以其端部(lla，llb)功能性连接到所述第一基本水平管状体(4)并在所述 中央机构处以其端部(lla，llb)功能性连接到所述第二斜管状体(6)。
8. 根据权利要求7所述的车架，其特征在于，所述第三斜管状体(10)具有结构不对称 的抵抗横截面以用于关于所述纵向平面(12)的不对称的扭转和弯曲加劲。
9. 根据权利要求7和8的一项或多项所述的车架，其特征在于，所述第三斜管状体 (10)的所述结构不对称的抵抗横截面具有关于所述纵向平面(12)的不对称形状，其中壁 厚在整个截面上基本不变。
10. 根据权利要求7-9的一项或多项所述的车架，其特征在于，所述第三斜管状体(10) 的所述结构不对称的抵抗横截面具有关于所述纵向平面(12)对称的形状，其中壁厚在右 半截面和左半截面之间不同，所述右半截面和所述左半截面由所述纵向平面(12)限定。
全文摘要
本发明涉及一种自行车管式车架(1)，尤其是传统菱形的自行车管式车架，包括管式结构(2)，其形成至少一个可连接到前叉的前头管(3)；第一基本水平管状体(4)，其功能性连接到所述头管(3)并形成了用于安装车座的插入口(5)；以及第二斜管状体(6)，其功能性连接到所述前头管(3)并可支撑中央机构。两个管状体(4，6)中的至少一个具有结构不对称的抵抗横截面以用于关于车架(1)的纵向平面(12)不对称的弯曲和扭转加劲。更特殊地，所述纵向平面(12)由穿过所述第一基本水平管状体(4)的轴线并穿过所述第二斜管状体(6)的轴线的平面形成。
文档编号B62K19/00GK101723038SQ20091020803
公开日2010年6月9日 申请日期2009年10月16日 优先权日2008年10月17日
发明者F·皮纳瑞罗 申请人:塞克立皮纳瑞罗股份公司