专利名称:自行车架和自行车的制作方法
本发明关于自行车架。
传统的自行车架基本上用钢或合金管制成，包括坐椅管(或称主杆)和车头，它们被一根下杆和一根上杆连接起来。上杆在男车中可以是大致水平的，在这种场合被称为横杆，在女车中可以是斜的和大致上和下杆平行。车头带有轴承以装前叉和把手，而后叉被装在坐椅杆上。
本人出版了的英国专利申请第2136745号谈到用轻金属或合金铸造的自行车架，如用镁或它的合金。
按照上述出版了的申请中的发明，车架另件用轻金属或合金特别做成开放的截面，而这具有开放截面的上杆和下杆被一个结构上的桥在车头和坐椅杆之间连接着。
可以是工字截面的桥起着相当程度地增强车架扭刚度的作用，这就使铸镁能被使用，因为对于制造自行车架和上下杆来说，铸镁的扭刚度比钢要差些。最大扭应力是在下杆上，它连接着坐椅杆和车头，所以必须抵抗加在踏蹬和手上的有效力。
本人发现采用工字或其他开放截面来做铸造车架另件，对于大多数的另件来说是合适的，采用了两件头的铸件得到相当多的好处，特别是对于这高应力的下杆，可以把截面封闭起来。封闭的截面对坐椅杆来说也是有利的。
本发明的第一个方面是提供了一种自行车架，它包括一个坐椅杆和一个车头，两者由上杆和下杆连接起来，其中至少坐椅杆和上杆及下杆是用轻金属或合金整体铸成的，其中至少下杆是铸成开放截面再用第二个铸件装在开放截面上将它封闭。
在上述已出版的申请中，上杆和下杆最好被一个整体铸出的工字截面的结构上的桥在车头和坐椅杆之间连起来。
第二个铸件最好用超强度粘接剂装固在开放截面上，可用烘烤其使其硬化。
在一个优先例中下杆被铸成一个C形截面，而第二个铸件是和上面那个C形相补的C形截面。
在上面讲到的以已出版的申请中，坐椅杆被说明是采用V形截面，这也可以用一个附加的铸件例如C形截面的，放进V形的宽端去把V形的开口端封闭。
在另一个将以编号GB-A-2164300公开的英国申请中，下杆连接在坐椅杆或主杆的一个中间点，这样，下杆的轴线大致上通过后轮的轴心，这就用最合适的方式传递应力。
使用中，自行车架受到有效力施加于踏蹬而造成的循环弯曲和各种不同的应力，以及它们在转弯时造成的张力。为了吸收这些应力，把两个铸件连在一起的粘接剂必须符合严格的要求，被发现如果在两铸件之间提供某些机械连接可以降低对粘接剂的要求。
因此，按照本发明的一个优先例，第二个铸件被机械性地连接在开放截面铸件上同时也用粘接剂粘接。
最好是，机械性连接采用互锁另件，铸件上方便地铸出的凸出或凹入，布置成和铸件长向成斜角。也可采用销子放在相配的孔内并用粘结剂固定。
由于使用倾斜的布置，机械性连接能够吸收铸件长度方向的应力，和趋向于把两铸件分开来的应力。
关于本发明第二个方面，是提供了一种使用按上述本发明自行车架的自行车。
下面参照显示本发明一个优先实施例的附图对本发明作进一步的说明，其中图1是按照本发明一个优先例的自行车架的一个视图;
图2至图10是沿着图1中的线Ⅱ-Ⅱ，Ⅲ-Ⅲ，Ⅳ-Ⅳ，Ⅴ-Ⅴ，Ⅵ-Ⅵ，Ⅶ-Ⅶ，Ⅷ-Ⅷ，Ⅸ-Ⅸ，x-x所作的相应剖面;
图11是沿图1中箭头C方向的视图，显示坐椅杆中的嵌入部。
图12是相似于图11的视图，但是显示的是分开状态的嵌入物。
图1所示的自行车架有一个上杆或横杆1，一个坐椅杆3，和一个管状车头4。车头4带有轴承用以装(未示出)手把和前叉，前叉用一般传统的方式安装前轮。要注忌的是在使用时横杆1通常是水平的，横杆1和下杆2向后面方向分开。
坐椅杆3有一个上部管部8以接受坐椅的支持管。再有，坐椅杆3带有后叉装置，它由成对的上和下后叉11和12相应地组成，以安装后轮。
在坐椅杆3的下端装有轴颈14用于传统的曲柄轮和踏蹬(未示出)在显示出的装置中，横杆1，下杆2，桥31，坐椅杆3，以及后叉11和12都是用商品级的镁一体铸出，即被称为L128，或镁基合金铸出，并具有如图2至图10所示的横截面。
图示车架的一个重要特征是增加了车架的扭刚度，这是通过结构上的桥来达到的，图1中用31来表示，它在横杆1和下杆2之间延伸着。桥被铸成和横杆1和下杆2一起的实体并起着防扭臂的作用，所以任何由车头偏移出车架平面所引起的车架扭曲不是由远离坐椅杆3那端的横杆1和下杆2来承受，而是由相当靠近坐椅杆3之处来承受。
如图2所示，横杆1呈工字形截面，并有减轻重量用的孔15。图3示出横杆1和桥31之间接头的剖面。桥31也有减轻重量用的孔31a，也是工字形截面，见图4。
图5和图6示出下杆2由两件铸件组成。一个大的C形截面铸件32和上杆1，坐椅杆3和车头4是一个实体。第二个小的C形截面铸件33被接纳在铸件32的开放端如图所示，并用一种超高强度黏接剂固定，接着把它烤硬。
图7和图8显示出坐椅杆3的截面大体上是V形截面，逐渐变成管部8以接纳坐椅支持管，在管部8上有传统的缺口(未示出)用以把坐椅支持管夹紧。
图7显示V形截面如何在需要时用一个C形截面铸件形成的板或嵌件36进行封闭，同样用超强度黏接剂固定，需要的话进行烘烤。图8也显示了下杆2的两个铸件32和33。
图9显示出各后叉12是C形截面的。各叉11也一样。像传统的那样，本布置包括两个上和下后叉12，每一个在后轮13的每一边。各C形截面被布置成背对背，使开放面朝外。
车头4可以是管形的整体铸件。
桥31的作用是减少由横杆1和下杆2形成的粱的有效作用长度。由于抗扭和抗弯能力是和梁的长度呈反比，由杆1和杆2形成的粱被桥31有效地缩短而变得能更抗弯和抗扭。同样明显的是横过刚性桥的扭臂长度的增加对车头的单位角变形来说在粱1和粱2中产生大的弯曲变形。这造成粱1和粱2的扭刚度不显著和弯曲刚度更显著。所有这些使梁能用比钢低的刚性系数的材料铸出，如镁，它抗弯强度好，但抗扭强度相对弱些，而上述车架的结构就有很好的扭刚度。传统的自行车采用的钢管具有高的扭刚度和相对低的弯曲刚度，这是受截面稳定性所限止，造成车架的刚性主要是管子的扭刚度。
下杆2和坐椅杆3的接头被从坐椅杆3的下端向上移，如图1所示。用此法，下杆2的总长度被缩短，因而进一步缩短它所形成的粱的长度，同时也节省了材料减轻了重量。此外，对坐椅杆3本身也起一些增强作用。
据发现当下杆2采用封闭的C形截面时，比起横杆1来，下杆2需要更大的扭强度要求可以得到满足而无需多用金属。
例如，形成车架各部份的金属厚度是5m/m，虽然比它小的厚度可能也是可行的。
为了在大的C形截面铸件32和第二个封盖铸件33之间提供某种机械性的连接，以减低对黏接剂的机械性能要求，它们在下杆2和坐椅杆3之间的接头区域中备有一对斜着伸展的销或键41(见图10)配入相配的孔中并用超强黏接剂固定。这些销或键41从坐椅杆3的开放的V形截面35，在嵌件或盖板36还不曾盖上之前通入的。
图11和12显示在坐椅杆3的V形截面35的开放端附近形成的铸出来的一系列斜筋42如何和盖板或铸件36的边上的一系列边槽或凹坑43相配合。这样在截面35和盖板或铸件36的边上的一系列边槽或凹坑43相配合。这样在截面35和盖板36之间提供了机械性的连接，再一次减低黏合剂的应力。
销41和筋42的倾斜位置见图1。
机械性的连接的倾斜的特性是为了提供连接以抵抗沿着铸件和垂直于铸件两个方向的应力。
在本发明的范围内可以做出各种的改型。
权利要求
1.一种自行车架包括被上杆和下杆连接在一起的一个坐椅杆和一个车头，其中至少坐椅杆和上杆和下杆被一体地用轻金属或合金铸出来的，其特征为，至少车架的一个部份被铸成开放的截面，此开放截面接着被一个第二个固定在该开放截面中的铸件封闭。
2.如权利要求
1中的自行车架，其特征为，第二个铸件用超强黏接剂固定在开放截面上。
3.如权利要求
2中的自行车架，其特征为，黏接剂被烘烤以进行硬化。
4.如权利要求
1中的自行车架，其特征为，为二个铸件被机械性的连接在开放截面的铸件上并仍用黏结剂来固定。
5.如权利要求
1中的自行车架，其特征为，它用镁铸成。
6.如权利要求
1中的自行车架，其特征为，下杆是C形截面的，而第二个铸件是与它相补的C形截面。
7.如权利要求
1中的自行车架，其特征为，坐椅杆被铸成V形截面，并被一C形截面的铸件放在V形的开口端加以封闭。
8.如权利要求
4中的自行车架，其特征为，机械性的连接是通过将布置成与铸件长度方向成一角度而获得的。
9.如权利要求
8中的自行车架，其特征为，上述元件是销，它配入铸件的配合孔中并用黏接剂固定。
10.如权利要求
4中的自行车架，其特征为，机械性的连接是通过铸件上铸出来的相配合的凸起和凹槽来实现的。
11.如权利要求
1中的自行车架，其特征为，上杆和下杆被一个结构上的桥於车头和坐椅杆之间的地方所连接。
12.如权利要求
11中的自行车架，其特征为，结构上的桥是工字形截面。
13.如权利要求
1中的自行车架，其特征为，下杆连接在坐椅杆的中点。
14.一种自行车架包括如上述权利要求
任一项中的车架。
专利摘要
一种自行车架包括由上杆1和下杆2连接起来的坐椅杆3和车头，4并整体地用轻金属或合金，特别是镁铸成。至少下杆2，最好还有坐椅杆3被铸成有开放的截面，接着被第二铸件33，36封闭，用黏接剂固定于开放截面上，最好再加机械性连接。机械性连接用倾斜布置在铸件长度方向上的嵌合件41，42，43获得。上杆1和下杆2被结构桥31在车头4和坐椅杆3之间的地连接。下杆2连接在坐椅杆3的中点。
文档编号B62K19/00GK86101907SQ86101907
公开日1986年12月17日 申请日期1986年3月19日
发明者弗朗西斯·乔治·柯克 申请人:弗朗西斯·乔治·柯克导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan