专利名称：自行车车架的制作方法
技术领域：
本发明涉及自行车车架，特别是用于与机器脚踏车或其它类似的发动机驱动的车辆相对的自行车或早期脚踏车的车架。
在本发明的领域中，根据有关的实施例可将自行车车架分成两类。
第一类涉及由将分开的部件组装起来的车架，第二类涉及通常模制成一个整体的车架。
自行车车架的结构必须考虑到三个不可避免的结构常量。它们是取决于车轮的半径的后叉的长度，后叉和连接曲轴座和车座管的连线之间的夹角，以及前叉相对于水平面的角度。
尽管上述三个结构特征是一定的，但应理解车架的高度(即曲轴座和车架顶部元件之间的距离)和车架和长度或伸展量(即车座管和转向旋转节之间的距离)的值可适应于骑车者的体形特征而改变的。的确，这种调节是使在良好条件下进行骑车和到达最佳的身体动作的前提条件。
对于第一类车架，满足上述的结构条件(包括恒定的条件和变化的条件)不是一个实际的问题。只需将车架部件切割至需要的长度，从而装配成一个满足所需特征的车架即可。
在多数情况下，第一类车架使用由金属管或由合成材料或塑料(例如玻璃纤维或碳素纤维)制成的管做成的部件。
然而，在由模制而获得的第二类车架中，满足恒定条件和变化条件将不可避免地需要相应于各种车架的许多模具。
很容易理解，要以可以接受的成本满足这些要求是很困难的。这就是为什么模制车架通常基于一种形状并限定用于高水平的运动车。
这种应用上的限制与新的制造技术是不相容的，新的制造技术可用复合材料模制出重量轻，强度高的车架，它可使骑车者达到比使用通常的车架更高的骑车水平。
由复合材料制成的车架基本上基于具有围绕一合成树脂泡沫制成的芯的一层调整和聚合的合成布的材料，更具体地说，泡沫由于其密度和机械性能而被称为“结构的”。上述的“合成树脂”的一个实例可由聚氨酯制成。
本发明的目的是提供一种新型的自行车车架和一种新颖的实现这种车架的方法，从而可保留由复合材料制成的车架的主要优点，并保留由第一类车架提供的便利，因而可根据骑车人的形态特征而改变车架。
换句话说，本发明的目的是提供使各车架由分开的部件构成的结构装置，而使该结构的主要部件仍由复合材料模制而成。
为达到上述目的，本发明提供了一种自行车车架，其特征在于它包括一形成顶件的顶杆，它包括一具有相同截面的直线的前端部和一构成用于接纳车座管的承座的后装配部;
一整体的底杆包括一后叉，具有限定用于接纳后轮的轴的支承槽的后端部，和一构成底件的斜件，它从后叉向上延伸并包括一个具有相同截面的直线的前端部;
两个将车座管承座连接到后叉的后端部上的撑杆;
一安装在底杆中的曲轴座;以及一安装在车座管承座和曲轴座之间的对接件。
通过下面结合附图对本发明非限定性实施例的描述可看出本发明的其它特征
图1为本发明的自行车车架的示意图;
图2为车架的第一实施例的构成部件的分解透视图;
图3为示出将图2中各部件装配起来的透视图;
图4和5为示出用于将某些车架部件装配起来的装置的一部分的带部分剖视的正视图;
图6为示出装配车架部件的另一种方式的部分切去的片段的透视图;
图7、8和9为示出图6所示实例的各种变化的片段的正视图;
图10为以一种不同的比例示出将车架装配起来的方法的片段正截面图;
图11为示出本发明车架的一个变化的实施例的示意的侧视图。
图1至3示出本发明的自行车车架的第一实施例，这种车架是由将各分开的部件装配起来而形成一在一平面内延伸的牢固的组件而构成的，该车架首先适于接纳一前轮1和一后轮2，其次用于支承一骑车的人，以用一通常的踏板系统通过合适的传动机构(图中未示)而驱动后轮。
本发明的车架包括一顶杆5，该顶杆是由复合材料模制而成。举例来说，“复合材料”通常是在由例如聚氨酯树脂的也是合成的多孔材料构成的芯的周围覆盖上一层经预浸渍和聚合的包布。
上述类型的杆5是用常规的技术模制而成，确切地说不是本发明的一部分。
顶杆5包括一长度为L的前端部6，它具有尺寸相同的直角的横截面并以直线延伸。顶杆5还具有一后装配部7，用以通过下面将述及的装置接纳一车座管8。
在图1所示的实施例中，顶杆5是车架的唯一的顶部构件，车架还包括一底杆10，它是由与顶杆5同样的方法制成的，即通过复合材料模制而成。整体的底杆还包括一后部叉11，该叉具有后端部12，该后端部限定出用以安装后轮2的轴的支承槽13。底杆10还包括一从后叉11的冠部14分出来而向上伸出的斜件15。斜件15包括一和端部6具有相同性质的端部16，即该端部沿其长度l具有相同的直角横截面，并沿如图1中线X-X′所示的直线延伸。线X-X′与穿过叉的冠部14和支承槽13的线Y-Y′成一恒定的角度α。
上述车架件5和10由转向旋转套管20和后撑杆21装配在一起。
适于接纳用于前轮1的前叉22的套管20包括一个或多个由粘接剂固定到两个最好由金属(但并不排除其它材料)制成的接管24和25上的管段23。为此，接管24和25中的每个包括一适于穿在管段23上并最好用粘接剂固定于其上的卡环26和27。管23可由一用金属制成的零件或用复合材料制成的管段构成。
接管24和25的每一个具有一从相应的卡环26或27突出的套筒28或29，该套筒用于通过粘接剂分别与顶杆5的前端部6和底杆10的斜件15的前端部16接合和固定。
套筒28和29的内部形状可为多边形，并与端部6和16的外侧形状互补。
如图4所示，管段23具有用已知的方法使前叉22的支柱31对中和轴向固定的球轴承、帽或杯30。支柱31还用任何已知的技术制成适于以任何合适的形式与手柄杆的头部32接合。
如上所述，杆5和10另外由后撑杆21连接在一起，在图5所示实施例中，后撑杆21由独立元件构成，这些独立元件由可拆的装配装置35和36分别与叉11的后端部12和顶杆的后装配部7装配起来。这些装配装置35和36可为任何合适的类型，特别可由穿过后端部12和后装配部7中的相应的孔的销、栓、楔或榫构成，在后端部12和后装配部7上可附加或整体形成例如图5中的接头片37和图10中的突出部38。
特别当后端部12至少部分地由安装到底杆上并具有限定支承槽13的形状的板39构成时，也可通过接合安装接头片37。
此外，顶杆和底杆还由对接件40相互连接以将后装配部7与叉14的冠部连接，如图6所示，该对接件40包括一用于接纳曲轴并安装在叉的冠部14中的曲轴座41。曲轴座41包括一套筒42，该套筒适于通过球轴承或类似的零件接纳一个安装有一个或多个链轮并具有相对安装的踏板的踏板曲轴。套筒42可设有例如一管状轴套43，该轴套基本上沿叉11和斜件15延伸方向之间夹角的等分线方向延伸，总之使所述方向与后叉的方向之间的夹角为常量。轴套43可为光滑的，或最好带螺纹以装配(可选择地再附加粘接剂粘)到支柱44的相应的部分上，支柱44可为任何合适的材料并形成对接件40。通常，支柱44为金属管，但在某些情况下可为由复合材料或合成材料制成的管状结构。
图7、8和9示出将曲轴座41安装到叉的冠部14中的不同的方式，以及如何将支柱44的相应的底端部连接和安装到曲轴座上，至少就结构的简易而言，图7为最佳选择。
在所有情形中，在将支柱44装配于轴套43上之后，在它们之间放置密封剂，以至少部分封闭曲轴座41和/或支柱44和叉的冠部14和斜件15的基部之间留下的空隙45。
如图10所示，支柱44还以推入配合的方式与沿相应于其穿过顶杆5的后装配部7的方向设置的插孔50接合。插孔50可合适地衬有插入或可插入后装配部7中的套筒，后装配部7形成一适于构成用于接纳车座管的承座51。支柱44的顶端部螺接或粘接一管形外套52。外套52装配并粘接在外壳53内，而外壳53与插孔50同轴形成于承座51中，以这样一种方式支柱44从作为承座51的顶表面的支承表面54处通向外面。
外套52上设有适于与车座管8共同作用的滑动和锁紧装置。这些装置均由标号56表示，并可由一个或多个螺钉或其它用于夹紧外套52的装置构成，从壳体51的后表面可调整这些装置。
用上述方法可用复合材料模制出自行车车架的两个主要部件，即顶杆5和底杆10。
根据骑车人的形态特征，可通过限定支柱44的长度和管段23的高度而调节车架的高度。
还可通过削减端部6和16一定长度而限定车架的长度，从而当端部6和16与套管24和25接合后，支柱40的轴线和管段23的轴线之间的距离D相应于需满足的骑车人的伸展尺寸。然后，通过选择后撑杆21的合适的长度，车架可为图1中实线所示的形状或在实线所示和图1中点划线所示的由5a表示的车架形状之间的任何中间形状。
因而，如图1所示，通过选择支柱40的长度，撑杆21的长度，管段23的长度和端部6和16的长度，可满足任何个人身体结构上的要求，而不需对由复合材料模制而成的主要部件进行除切割到一定长度和安装、粘接以外的操作，而所有这些均可快速简便和可靠地完成。
本发明的装置可满足车架结构的通常的和不可避免的条件，即，作为轮径的函数的后叉的长度，由对接件的结构限定的后叉和支柱40之间的角度，和由装配凸块24和25的结构限定的前叉的角度。
为了获得本发明的安装好的车架，只需首先获得四个在所有情况下均相同的部件，即曲轴座41，接管24和25，以及外套52，然后制造例如标号5，10、21和40的车架部件，然后将这些车架部件切割成合适的长度，从而当将它们装配起来时，车架可满足需要的高度和长度条件。这些部件由复合材料模制而成，即具有较轻的重量，较高的机械强度(特别是扭转时)，以及较好的抗腐蚀性。
应考虑到可使用不带有螺纹轴套43的曲轴座41，并且所述管可在制造过程中安装到底杆件10中，而不是然后插入其中。同样地，可设想将曲轴座41固定到对接件40的基部，并将所述曲轴座设计成与构成用于踏板曲轴的轴颈轴承的轴套共同作用。
图11示出另一个实施例，其中连接顶杆5和底杆10的后撑杆21由顶杆5穿过与承座51相连的叉形接合点的延伸部60形成。这时，撑杆21的端部61也可切割到一特别与支柱44的长度相适应的长度。然后将后撑杆与后端部12接合和粘合而固定。
本发明并不限于上述实施例，在不离开本发明范围的前提下可进行各种改形。
权利要求
1.一种由车架部件构成的自行车车架，包括由接管(24、25)连接到一适于接纳一前叉的转向旋转座(20)上的至少一个顶件和至少一个底件，车架的特征在于它包括一形成顶件的顶杆(5)，它包括一具有相同截面的直线的前端部(6)和一构成用于接纳车座管的承座(51)的后装配部(7)；一整体的底杆(10)包括一后叉(11)，具有限定用于接纳后轮(2)的轴的支承槽(13)的后端部(12)，和一构成底件的斜件(15)，它从后叉向上延伸并包括一个具有相同截面的直线的前端部(16)。两个将车座管承座(51)连接到后叉的后端部(12)上的撑杆(21)；一安装在底杆中的曲轴座(41)；以及一安装在车座管承座(51)和曲轴座(41)之间的对接件(40)。
2.根据权利要求1的车架，其特征在于，顶杆和底杆的前端部(6和16)适于被切割至一定长度并接合和粘接固定在由接管(24、25)上形成的套筒(28、29)内，接管(24、25)由构成转向旋转座的管段(23)相互连接。
3.根据权利要求1的自行车车架，其特征在于，底杆(10)的前端部(16)沿X-X′方向延伸，该方向相对于穿过后叉的支承槽和曲轴座的轴线的想像的连线(Y-Y′)成一恒定的倾斜角(α)。
4.根据权利要求1的自行车车架，其特征在于，撑杆(21)由安装到顶件(5)和后叉(11)的后端部(12)上的独立的部件构成。
5.根据权利要求1的自行车车架，其特征在于，撑杆(21)由从车座管承座(51)处延伸的顶杆的延伸部(60)形成。
6.根据权利要求1-5中任一项的自行车车架，其特征在于顶杆和底杆(5、10)以及管段(23)由复合材料制成;接管(24、25)，对接件(40)和曲轴座(41)由金属制成。
7.根据权利要求1的自行车车架，其特征在于，曲轴座(41)设置于后叉(11)的冠部(14)中，在此处它与斜件(15)连接，并粘接到对接件(40)的基部。
8.根据权利要求1的自行车车架，其特征在于，对接件(40)由一以推入配合的方式插入穿过顶杆(5)的车座管承座(51)的插孔(50)中的支柱(44)，并由一包括使车座管(8)可滑动和锁定的装置(56)的装配推力头保持在其上。
9.根据权利要求8的自行车车架，其特征在于，装配头包括一位于与插孔同轴的孔(53)中心的管状外套(52)和一固定到管形外套上的顶凸缘(55)，该凸缘(55)提供插孔的密封封闭和支承后装配部(7)，所述外套用于使对接件(40)在外套(52)中对心并支承对接件。
10.根据权利要求8的自行车车架，其特征在于，所述的锁定装置(56)由用于调节对接件在外套(52)中的穿过截面的调节装置构成，可从车座管承座(51)的后面调节所述调节装置。
全文摘要
一种由车架部件装配而成的自行车车架，其特征在于它包括一形成顶件的顶杆(5)，它包括一前端部(6)和一后装配部(7)；一整体的底杆(10)包括一后叉(11)，和一构成底件的斜件(15)，它从后叉向上延伸并包括一个前端部(16)；两个撑杆(21)，一安装在底杆中的曲轴座(41)；和一安装在车座管承座和曲轴座之间的对接件(40)。应用于根据各人特征的各种自行车车架。
文档编号B62K19/30GK1093993SQ9410231
公开日1994年10月26日 申请日期1994年3月15日 优先权日1993年3月16日
发明者马丁·皮埃尔·艾贝尔, 巴斯考德·克里斯丁, 里法德·简·马利 申请人:马丁·皮埃尔·艾贝尔, 巴斯考德·克里斯丁, 里法德·简·马利