专利名称：自行车脚镫上鞋的快速固定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及自行车脚镫上鞋的快速固定。
已知的这种固定装置包括一个永久性固定于鞋底之下的固定板及将该板联接于脚镫上表面的装置。这些联接装置通常由一个固定的前夹具和一个沿前夹具方向由弹性装置连续促动的可动后夹具组成。
固定板有一个顶尖朝前的总体呈三角形状且包括一个前凹部和一个后凹部，这些凹部与鞋底面一起分别构成前、后夹具分别与之接合的凹口，确保带有鞋的固定板固定在脚镫上。
这些固定装置包括用于固定板联接和脱离的控制装置，其中，这些控制装置由一方面位于固定板上而另一方面位于可动夹具上的斜面构成。
对于联接，固定板构成的三角的顶点限定出一个在前夹具下接合的突出部，而另一方面，固定板在其后部包括一个斜面，它顶在后夹具也是斜的端面上，引起后夹具沿相对于前夹具相反的方向转动，以便将夹具互相分开以及允许固定板向下转动，这样后夹具可与固定板后凹口接合。
对于脱离，固定板在后凹部包括两个面对的斜面，当固定板被夹于夹具之间时它们分别和后夹具的互补面接触或靠近。固定板的轻微侧向转动就产生旋转方向中的功能，即一个或另一个斜面将后夹具推回，以便与前夹具隔开，从而使固定板摆脱被夹于夹具之间的状态。
本发明的其目是必须提供一种完全新型的固定装置，这种固定装置可使骑车人快速而容易地采取一个自然位置而不必调整鞋下的固定板，但另一方面，可使该板在前后夹具之间具有逐渐增强的夹紧。根据本发明，固定装置从而允许固定板与脚镫联接但不必立即锁定脚，因为骑车人可在不使鞋松动的情况下，轻轻侧向或带有角度地转动脚，这可使骑车人找到适合他的自然位置。
本发明的目的是提供一个用于自行车脚镫上的鞋的快速固定装置，该装置包括一个永久固定于鞋底下的固定板以及用于在脚镫上表面将该板固定的固定装置，上述固定装置包括一个前夹具和一个后夹具，至少后夹具沿与脚镫轴成直角方向安装成可动的，以及用于固定装置的控制装置，其特征在于，上述控制装置包括一个与脚镫一体的液压回路，且液压控制元件布置在脚镫上并靠固定板操纵。
根据本发明的其它特点控制元件，包括一个由固定板下表面致动的主油缸，该主油缸一方面通过进油导管，另一方面通过回油导管与储油器连接，该主油缸通过导管与至少一个固定控制件连接，所述固定控制件由可动夹具的夹紧缸组成，该导管包括一个通到蓄压器的支管；主油缸还通过导管与一个固定控制件连接，固定控制件由可动夹具的至少一个固定缸组成，该导管包括一个通到预应力蓄压器的支管；连接联接缸的导管的横截面比连接夹紧缸的导管大，为的是使联接缸先被致动；每个与主油缸连接的导管都部分包括一个止回阀；松开固定板的液压控制元件布置在脚镫上表面上且由脚镫的一个侧辅助件致动；打开固定板的控制元件由一个有一个打开位置和一个关闭位置的滑动元件组成，这个滑动元件与一个连接于联接缸的导管的支管连接，且与一个一方面与夹紧缸，另一方面与储油器连接的导管的支管连接，从而使得在打开位置上述导管与储油器建立连通；前夹具也安装成可动的，且由与控制后夹具类似的并结合在与后者相同的液压回路中液压装置控制；连接主油缸和夹紧缸或多个缸的导管还通过一个其中插入有阻塞部的支管连接储油器；可动夹具或多个夹具固定由弹性装置推动使它们互相分开；可动夹具包括一个实际上与该夹具本体成直角延伸的连杆，它与一或两个控制缸共同工作，用于为脚镫上固定板的固定彼此相对地移动夹具；主油缸由弹性材料制成的可胀球顶构成；构成固定控制元件的缸是由膜构成；液压回路还向设置脚镫的静压轴承供油；静压轴承接入通向储油器的回油管路中；蓄压器接在静压轴承的上游；阻塞支管连接于静压轴承。
通过参照附图，这些附图根据本发明固定装置以举例方式显示了一个实施例，从以下详述中，会清楚本发明的其它特点和优点。图中
图1是显示根据本发明的一个固定板和一个脚镫的透视图；图2和3是一个固定板和一个脚镫的轴向剖视图，分别显示在后者固定到脚镫的开始时的固定板位置及当被夹子两夹具之间时固定板的位置；图4和5是一个固定板和一个脚镫的俯视图，分别显示当固定板被夹子两夹具之间的位置及固定板与后者非联接的位置；图6示意显示本发明的，静止位置的液压回路；图7示意显示固定板与脚镫联接阶段的液压回路；图8示意显示吸入阶段的液压回路；图9示意显示固定板被夹具夹紧阶段的液压回路；图10示意显示致动脚镫液压轴承阶段的液压回路；图11示意显示非夹紧固定板阶段的液压回路；图12示意显示不联接固定板阶段的液压回路；图13和13b分别显示图6至12使用的符号和液压回路的元件的应用；图14a和14b分别显示图6至12使用的符号和液压回路的元件的应用；图15a和15b分别显示图6至12使用的符号和液压回路的元件的应用。
图1至5显示被一个横向转动的轴2穿过的脚镫1，脚镫1通过轴2以实际上是传统的方式安装于脚镫曲拐(未示出)上。脚镫具有一个借助于固定板3在脚镫上固定(未示出)装置，固定板3本身永久固定于鞋底之下。固定板3由一个总体上呈三角形的簿板构成且通过螺钉固定于鞋底上。
固定装置包括用于将固定板3固定于脚镫1上的装置，这些装置包括一个前夹具4和一个后夹具5。在图示实例中，两个夹具沿脚镫长度方向以枢轴方式分别安装于沿脚镫轴向延伸的枢轴6上。
夹具4,5永远由弹性装置沿相对方向推动，在所述实例中，弹性元件由螺旋压缩弹簧7构成。因此，当固定装置处于静止状态时，也就是说未致动时，夹具4,5保持分开，便于在后者之间的固定板3的固定就位。
为使其固定成为可能，固定板3在其前端以熟知方式构造出一个适于与前夹具4端部设置的保持凹槽9接合的突出部8。所述实例中的突出部8具有一个圆弧的常规形状且其侧向移动受位于脚镫本体上表面的侧斜撑10和11限制。脚镫的这些斜撑前倾，以便在固定板3在脚镫1上就位时大致对中固定板。
斜撑被布置得其间有一定活动空间且形成固定板的突出部8的轮廓。在固定板为从夹具4,5上将其摘下而转动时，突出部8通过绕一个标志点的旋转因而稍微偏向侧面达到而顶在一个或另外的倾斜撑10,11上。
为使得能够与后夹具5固定，固定板还具备一个与鞋底一起确定用于接受后夹具尖端部的凹口的后凹部12。这个凹部12包括在侧面上的斜控制表面12′，它们以一种熟知的方式同夹具5上的互补表面合作。这些控制表面适合于通过强迫分开前和后夹具4,5达到快速脱离，这在液压回路中引起一种如下文按照图12所述的将夹具分开的动作。
如前所述，前和后夹具4,5靠弹簧7保持分开以接收固定板。固定板在脚镫上就位，且然后借助于以下将详细详述的液压装置夹紧并锁在脚镫上。
脚镫1上固定板3的联接和脱离的控制装置包括归并到脚镫中的液压回路和布置于脚镫上由固定板致动的液压控制元件。
这个液压回路的构成和工作方法通过图6至12来说明。在图7至12一组图中，在对应阶段使用的导管标成黑色，致动的移动件标成灰色。液压介质是油，可以认为性质是不可压缩的。
图6显示固定板3锁在脚镫1之前静阶段或等待的液压回路。回路包括一个用于将固定板3联接于和夹紧于脚镫1上的控制元件13。控制元件13由一个主油缸构成，这个主油缸的活塞连续地由一个弹性装置13′往外顶。这个第一元件在固定板3在脚镫就位时由该板3底部的大面致动。
主油缸13通过导管a,a′分别与前和后夹具4,5的联接缸14,15连接。每个联接缸14,15的活塞的端部都分别顶在夹具4,5的连杆4′,5′上，该连杆实际上与夹具本体成直角延伸出且始终被前面详述过的弹簧7推向所对应的活塞杆的端部，这样就将前和后夹具相互分开。每个联接缸14,15的活塞还持续被弹性装置14′,15′推向缸里。
主油缸13通过导管b,b′分别与前和后夹具4,5的夹紧缸16,17连接。导管b的截面因下文所述原因比导管a的小，且实际上相当于后者的一半。
每个夹紧缸16,17的活塞杆端部，像联接缸那样，分别顶在靠近连杆端部夹具4,5的连杆4′,5′上，每个夹紧缸16,17的活塞，像联接缸那样，始终被弹性装置14′,15′推向缸里。
每个导管a,b都有一个防止液压油倒流入主油缸13的止回阀18。
主油缸13一方面通过供油管C另一方面通过回油管2与为之供油的储油器19连接。
为保持导管a′和b′压力，它们还分别具有一个分别通入蓄压器20和21的支管a″,b″。蓄压器21具有一个弹性元件21′，其弹性力阻止蓄压器的充满，因此要充满蓄压器21必须克服此力。这一特殊处理给了蓄压器以预应力，其功能由下文参照图12详述。
不仅导管a′而且导管b′都分别通过回油管a,b与储油器19连接，回油管中装有非联接和非夹紧控制元件22。这个控制元件22由一个两位滑动元件构成，即，在第一位置，关闭通往储油器19的回油管a,b的通路，和在第二位置，通路打开，将回油管a,b与储油器接通。这个控制元件由固定板上的一个侧凸部分致动，当固定板在其自己的平面内转动时，侧凸3′便压在控制元件上。
液压回路最好包括一个在液压垫上装有脚镫轴2的静压轴承来取代传统的滚珠轴承。
这个静压轴承包括一个筒形凹座23，脚镫轴2通过一个垫(未示出)保持于其间，凹座壁和轴的圆柱表面之间限定一定间隙。凹座23在脚镫曲拐侧有一个脚镫轴2从中穿过的O型密封圈(未示出)。
凹座23装于回油管d中，在储油器19和蓄压器24之间。为在凹座23的壁与脚镫轴2间隙间更好地分配液压油，最好紧靠凹座上游将回油管d至少分成两路支管d′，以相等间隔位置通入凹座内。凹座23由构成回油管d最后一段的导管d″与储油器连接。
为夹紧缸16,17供油的导管b′最好有一个支管b，收缩部25将其与凹座23连接，这使得液压油能通过静压轴承返回储油器19，从而润滑它。
图13a,13b显示用来表示主油缸的符号，相应表示这个主油缸的一个实施例。它由一个橡胶或其它弹性材料的可胀球顶构成。
图14a,14b显示用来表示一个缸，例如联接缸14的符号，相应表示这个联接缸的一个实施例，它由橡胶膜构成。
图15a,15b显示用来表示一个止回阀，相应表示这个止回阀的一个实施例，此阀由一个橡胶阀构成。
现在参照图7至12，对按照本发明的固定工作过程进行说明。
第1阶段静止(图6)这个阶段是静止阶段或不使用阶段，这时前和后夹具4,5相互分开，以接收固定板将其在脚镫上联接且夹紧。
第2阶段联接(图7)为骑车人将固定板3的突出部8置于前夹具4顶端下面，接着以固定板下表面压紧球顶13，启动主油缸，缸中油被压出，油首先进入比导管b粗的导管a，这使得联接缸14,15的活塞杆伸出。前和后夹具4,5一起扣起来，且固定板因此与脚镫联接，但不锁定。骑车人可再次在两个侧斜撑10,11限定的范围内侧向移动脚或轻轻转一转脚而不从夹具那里脱离联接，这使得骑车人能够找到一个对脚适合的位置。一旦两双脚都联接好，骑车人开始登车，这引起主油缸13的泵送作用。
第3阶段吸入(图8)如果主油缸13的活塞在弹性元件13′的作用下升起，在本发明中这是由球顶的固有弹性得到的，油缸腔内就产生吸力。于是储油器19中的液压油就被抽吸，经导管C充满缸腔。在阶段4和5的范围内，主油缸活塞下降期间，止回阀18阻止油回流到主油缸腔内。
第4阶段夹紧(图9)如果主油缸13的活塞再次下降，已供过油的导管a由于有止回阀18而保持压力。因此轮到向导管b供油。液压油在充满蓄压器20后使夹紧缸16,17逐渐动作，直到固定板3被完全夹住且不能再摆动。于是骑车人的脚呆在由他选好的自然位置。
第5阶段静压轴承(图10)与第2至4阶段并行，当主油缸13的活塞下降时，也向回油管d供油。液压油在压力下供入支承脚镫轴2的凹座23。这种静压轴承使得在主油缸活塞的振荡阶段能减小摩擦。蓄压器24可连续保持轴承压力。在开始和在中止时，脚镫轴的垫独自保证轴导向及转动，但仍靠液压油润滑。如已详述过的，导管d允许轴承中的液压油返回储油器19。
第6阶段非夹紧(图11)如果骑车人停止登车，导管b自己排油。收缩部25使得液压油能通过液压轴承返回储油器19，静压轴承由油流润滑。随着导管b的压降，夹紧缸16,17的活塞在各自弹性元件16′,17′的作用下逐渐回到它们的收回位置，这引起前和后夹具4,5的松开。然而夹具并不完全打开，因为与导管a连接的联接缸14,15保持压力。骑车人于是可再次摆动脚，例如，对好位置并重新开始。
第7阶段松开(图12)为松开，骑车人仅需将脚向外转动10-15°，致动由滑动元件构成的控制元件22。这时导管a,b中的油经支管a,b快速流回储油器19，在各自的弹性元件14′,15′作用影响下，这使得联接缸14,51活塞杆突然返回。在各自返回弹簧7作用影响下，前和后夹具移开，从而完全松开固定板3且脚被放开。
还须注意，由于安全原因，导管a装了蓄压器20。这样，当骑车人发现自己处于夹紧的第4阶段，在紧急脱离联接时，可通过施加一个实际上侧向的力把夹具4,5互相分开，从而以传统方式将固定板3从夹紧状态松开。此时可以设想，从骑车人停止登车的一刻起，几乎上与实施阶段6同步。
这种松开可通过脚底向外或向内转动的下踩动作来触发。
很明显，在不超出本发明范围情况下，对上述联接的实施例可进行改动。在所评述的实施例中，后夹具和前夹具都可动，而当然能提供一种如传统快速联接情况的仅后夹具可动的实施例。
在一个图中未显示的改型实例中，联接缸14,15被省略，仅由夹紧缸保证固定板对脚镫的固定。
核查还表明，具有按照本发明带液压回路的固定装置的脚镫的重量与现有的自动脚镫相当。
由此得到一种十分安全可靠的固定装置，该装置具有在脚镫上便于固定板就位，和通常所说的夹紧之前联接的便于调整其位置的优点。
权利要求
1．用于自行车脚镫(1)上鞋的快速固定装置，包括一个永久固定到鞋底之下的固定板(3)和用于脚镫上表面上的该固定板的固定装置(4,5)，上述固定装置包括一个前夹具(4)和一个后夹具(5)，至少后夹具(5)沿与脚镫(1)的轴(2)成直角方向安装成可动的，和用于固定装置(4,5)的控制装置(13,14,15,16,22)，其特征在于，上述控制装置(13,14,15,16,22)包括一个与脚镫(1)相联的液压回路，和液压控制元件(13,22)，它们位于脚镫上并由固定板(3)致动。
2．根据权利要求1的固定装置，其特征在于，控制元件(13,14,15,16,22)包括一个由固定板(3)下表面致动的主油缸(13)，该主油缸一方面通过一个吸油管(c)，而另一方面通过一个回油管(d)与一个液压油储油器(19)连接，主油缸(13)通过导管(b)与控制固定动作的至少一个件连接，所述件由可动夹具(5)的夹紧缸(17)构成，导管(b)包括一个通到蓄压器(20)的支管(b″)。
3．根据权利要求2的固定装置，其特征在于，主油缸(13)还通过导管(a)与控制固定动作的件连接，所述控制件由至少一个可动夹具(5)的联接缸(15)组成，导管(a)包括一个通到蓄压器(21)的支管(a″)。
4．根据权利要求3的固定装置，其特征在于，与联接缸(14,15)连接的导管(a)的截面比与夹紧缸(16,17)连接的导管(b)的大，从而使得联接缸(14,15)先致动。
5．根据权利要求2至4任一项的固定装置，其特征在于，每个与主油缸(13)连接的导管(a,b,c,d)都分别包括一个止回阀(18)。
6．根据以上权利要求任一项的固定装置，其特征在于，用于松开固定板(3)的液压控制元件(22)布置于脚镫的上表面且由固定板(3)的一个侧凸起(3′)致动。
7．根据权利要求6的固定装置，其特征在于，用于松开固定板(3)的控制元件(22)由一个滑动装置构成(22)，它具有一个打开位置和一个关闭位置，这个滑动装置(22)与连接联接缸(14,15)的导管(a)的一个支管(a)连接，且通过导管(b)的一个支管(b)一方面与夹紧缸(16,17)连接，另一方面与储油器(19)连接，从而使得当处于接通位置时，建立上述导管(a,b)与储油器(19)的连通。
8．根据以上权利要求任一项的固定装置，其特征在于，前夹具(4)也安装成可动的，且由与控制后夹具(5)类似的液压装置(14,16)控制，它们像这些控制后夹具(5)的液压元件一样，与液压回路联在一起。
9．根据以上权利要求2至8之一的固定装置，其特征在于，连接主油缸(13)和夹紧缸或多个缸(16,17)的导管(b)还通过插入收缩部(25)的支管(b)连接储油器(19)。
10．根据以上权利要求任一项的固定装置，其特征在于，可动夹具或多个夹具(4,5)始终由弹性装置(7)推开，以便它们互相分开。
11．根据以上权利要求2至10之一的固定装置，其特征在于，可动夹具(4,5)包括一个连杆(4′,5′)，这个连杆(4′,5′)实际上与夹具主体成直角延伸出，且与一或两个缸(14,16；15,17)共同作用，为脚镫上固定板(3)的固定，控制夹具(4,5)互相接近。
12．根据以上权利要求2至10任一项的固定装置，其特征在于，主油缸由一个可胀弹性材料球顶构成。
13．根据权利要求7-12任何一项的固定装置，其特征在于，构成固定控制组件的缸由膜构成。
14．根据以上权利要求任一项的固定装置，其特征在于，液压回路还向布置在脚镫轴(2)中的静压轴承供油。
15．根据权利要求14的固定装置，其特征在于，静压轴承装于通向储油器的回油管(d)中。
16．根据权利要求13的固定装置，其特征在于，在静压轴承的上游接有一个蓄压器(24)。
17．根据权利要求9和15或16的固定装置，其特征在于，有收缩部(25)的支管(b)与静压轴承连接。
全文摘要
一种快速联接装置,包括一个永久固定于鞋底之下的固定板和用于脚镫上表面上的固定板的固定装置(4,5),上述固定装置包括沿与脚镫(1)的轴(2)成直角方向安装成可动的一个前夹具(4)和一个后夹具(5),和用于夹具(4,5)的控制装置(13,14,15,16,22)。控制装置(13,14,15,16,22)包括与脚镫(1)联在一起的液压回路和布置在脚镫上由固定板致动的液压控制元件(13,22)。
文档编号B62M3/00GK1233575SQ9910601
公开日1999年11月3日 申请日期1999年4月27日 优先权日1998年4月27日
发明者马克·朗德吕, 雷米·拉沙 申请人:洛克塞格尔国际公司