專利名稱：自行車管式車架,尤其是傳統(tǒng)菱形的自行車管式車架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自行車管式車架，尤其是傳統(tǒng)菱形的自行車管式車架。
背景技術(shù)：
在自行車中，車架是基本部件，因?yàn)槌藞?zhí)行所有其他自行車部件組裝到其上的 支撐結(jié)構(gòu)的功能以外，其還承受主要由騎車者的腿與主動(dòng)輪之間功率傳遞引起的連續(xù)應(yīng) 力，這影響到自行車的性能。 自行車車架實(shí)際上主要承受由騎車者在沖程過(guò)程中，即當(dāng)腿向踏板施加的推力轉(zhuǎn) 化為通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)施加到主動(dòng)輪的牽引力時(shí)引入的負(fù)載。 更確切地說(shuō)，踏板在兩側(cè)(右側(cè)和左側(cè))完全不對(duì)稱，因此隨著時(shí)間的推移，它們 產(chǎn)生了強(qiáng)度相同但方向相反的兩個(gè)作用。 當(dāng)人們?yōu)榱烁?jìng)賽使用而研究車架的變形時(shí)，這些作用將更加明顯；在賽車手沖程 過(guò)程中，所述賽車手可達(dá)到每分鐘以90次沖程的轉(zhuǎn)速傳遞1200W的平均功率，車架經(jīng)受由 賽車手自身施加到踏板上的垂直推力引起的彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，還要加上由于賽車手體重產(chǎn) 生的負(fù)載以及由賽車手在握住車把時(shí)引入的彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。 而且，車架經(jīng)受由傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，所述傳動(dòng)系統(tǒng)在目前使用的 車架中典型地全部安裝在右側(cè)。 更詳細(xì)地，小齒輪和鏈環(huán)之間的鏈條牽引力易于與中央機(jī)構(gòu)和主動(dòng)輪的軸線不對(duì)
齊(其理想地為平行的)，這使車架注定產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，所述變形根據(jù)騎車者推動(dòng)右
踏板或推動(dòng)左踏板而加到由騎車者對(duì)踏板的動(dòng)作引起的變形中或從其中減去。 為了避免由于所述不同應(yīng)力引起的結(jié)構(gòu)失效，所述結(jié)構(gòu)失效進(jìn)一步加到在其上使
用自行車的路面的坑洼引起的效果上，自行車車架設(shè)計(jì)通過(guò)尋找彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度和重量之
間的最佳折衷方案來(lái)進(jìn)行。 根據(jù)自行車的類型和其可具有的成本，存在由不同材料制成的不同形狀的車架。
最常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)是具有"菱形"的形狀，由四個(gè)管狀體(頭管、水平管、垂直管和斜 管)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，它們?cè)趦蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)連結(jié)到后支架(連結(jié)到后輪的聯(lián)接叉)，所述后支架由4 個(gè)更細(xì)的管狀體(橫向襯套和縱向襯套)組成。 在這種類型的成本更低的車架中，最普遍的是由具有對(duì)稱的抵抗橫截面的管狀體
組成的車架，其可具有不變的厚度或沿這種管狀體的延伸而變化的截面。 根據(jù)車架通常承受的所述應(yīng)力，這些已知類型的車架都有缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)包括實(shí)
際上對(duì)稱車架要么過(guò)于剛性要么太不穩(wěn)定。 為了避免此缺點(diǎn)，背景技術(shù)建議只有車架的后部，即后支架部件為不對(duì)稱結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是通過(guò)提供一種自行車管式車架，尤其是傳統(tǒng)菱形的自行車管式車 架來(lái)消除上面指出的缺點(diǎn)，其能夠具有關(guān)于自行車的縱向平面不對(duì)稱的彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度值，使得不管考慮自行車的哪側(cè)都既不會(huì)太不穩(wěn)定也不會(huì)過(guò)于剛性，以此來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化車 架的結(jié)構(gòu)性能。 以此目標(biāo)，本發(fā)明的目的是提出一種自行車管式車架，尤其是傳統(tǒng)菱形的自行車 管式車架，其重量輕和生產(chǎn)成本低，從而關(guān)于相同級(jí)別的已知類型車架具有競(jìng)爭(zhēng)力。 此目標(biāo)以及這些和其他目的此后將變得更加明顯，其由一種自行車管式車架，尤 其是傳統(tǒng)菱形的自行車管式車架實(shí)現(xiàn)，所述管式車架包括管式結(jié)構(gòu)，其形成至少一個(gè)可連 接到前叉的前頭管；第一基本水平管狀體，其功能性連接到所述頭管，并形成用于安裝車 座的插入口 ；以及第二斜管狀體，其功能性連接到所述前頭管并可支撐中央機(jī)構(gòu)，其特征在 于，所述管狀體中的至少一個(gè)具有結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的抵抗橫截面以用于關(guān)于車架的縱向平面不 對(duì)稱的彎曲和扭轉(zhuǎn)加勁，所述縱向平面穿過(guò)所述第一基本水平管狀體的軸線并穿過(guò)所述第 二斜管狀體的軸線。


通過(guò)下面對(duì)在附圖中以非限制性例子示出的根據(jù)本發(fā)明的自行車管式車架，尤其 是傳統(tǒng)菱形的自行車管式車架的優(yōu)選但不排他實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的進(jìn)一步特征和 優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，其中 圖1是根據(jù)本發(fā)明的自行車管式車架，尤其是傳統(tǒng)菱形的自行車管式車架的實(shí)施 例的右側(cè)視圖； 圖2是圖1所示車架的左側(cè)視圖； 圖3是圖1所示車架的平面圖； 圖4是圖1所示車架的第二實(shí)施例的右側(cè)視圖； 圖5是圖4所示車架沿線V-V剖開(kāi)的剖視圖； 圖6是圖4所示車架沿線VI-VI剖開(kāi)的剖視圖； 圖7是圖4所示車架沿線VII-VII剖開(kāi)的剖視圖； 圖8是圖4所示車架沿線VIII-VIII剖開(kāi)的剖視圖； 圖9是圖4所示車架沿線IX-IX剖開(kāi)的剖視圖； 圖10是圖4所示車架沿線X-X剖開(kāi)的剖視圖； 圖11是圖4所示車架沿線XI-XI剖開(kāi)的剖視圖； 圖12是圖1所示車架的第三實(shí)施例的右側(cè)視圖； 圖13是圖12所示車架沿線XIII-XIII剖開(kāi)的剖視圖； 圖14是圖12所示車架沿線XIV-XIV剖開(kāi)的剖視圖； 圖15是圖12所示車架沿線XV-XV剖開(kāi)的剖視圖； 圖16是圖12所示車架沿線XVI-XVI剖開(kāi)的剖視圖； 圖17是圖12所示車架沿線XVII-XVII剖開(kāi)的剖視圖； 圖18是圖12所示車架沿線XVIII-XVIII剖開(kāi)的剖視圖； 圖19是圖12所示車架沿線XIX-XIX剖開(kāi)的剖視圖； 圖20是圖1所示車架的第四實(shí)施例的右側(cè)視圖； 圖21是圖20所示車架沿線XXI-XXI剖開(kāi)的剖視圖； 圖22是圖20所示車架沿線XXII-XXII剖開(kāi)的剖視 圖23是圖20所示車架沿線XXIII-XXIII剖開(kāi)的剖視圖； 圖24是圖20所示車架沿線XXIV-XXIV剖開(kāi)的剖視圖； 圖25是圖20所示車架沿線XXV-XXV剖開(kāi)的剖視圖； 圖26是圖20所示車架沿線XXVI-XXVI剖開(kāi)的剖視圖； 圖27是圖20所示車架沿線XXVII-XXVII剖開(kāi)的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
參照附圖，總體由附圖標(biāo)記1指代的自行車管式車架，尤其是傳統(tǒng)菱形的自行車 管式車架包括管式結(jié)構(gòu)2，其形成至少一個(gè)連接到前叉的前頭管3 ;第一基本水平管狀體 4，其為抵抗應(yīng)力而功能性連接到頭管3，并形成了用于安裝車座的插入口 5;以及第二斜管 狀體6，其功能性連接到前頭管3并支撐中央機(jī)構(gòu)。 車架1進(jìn)一步包括后支架7，其功能性連接到管式結(jié)構(gòu)2，并且包括兩個(gè)水平套管 8和一對(duì)斜套管9，這些套管由類似但小于管式結(jié)構(gòu)2的那些管狀體的管狀體構(gòu)成。
更具體地說(shuō)，斜套管9從第三斜管狀體10延伸，所述第三斜管狀體10功能性連接 到第四基本垂直管狀體11 ，所述第四基本垂直管狀體11分別在用于安裝車座的插入口 5處 以其端部lla功能性連接到第一基本水平管狀體4并在中央機(jī)構(gòu)處在以其端部lib功能性 連接到第二斜管狀體6。 更確切地說(shuō)，用于安裝車座的插入口 5由第四基本垂直管狀體11直接形成。
根據(jù)本發(fā)明，為了使關(guān)于車架1的縱向平面12，即穿過(guò)第一基本水平管狀體4的軸 線并穿過(guò)第二斜管狀體6的軸線的平面不對(duì)稱的抗彎和抗扭加勁，從而使結(jié)構(gòu)根據(jù)對(duì)于自 行車車架承受的典型不對(duì)稱彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力而優(yōu)化，兩個(gè)管狀體中的至少一個(gè)4或6具有 關(guān)于車架1的縱向平面12結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的抵抗橫截面。 有利地，在圖4-11所示的車架1的第二實(shí)施例中，這種抵抗橫截面的結(jié)構(gòu)不對(duì)稱 性可通過(guò)提供關(guān)于縱向平面12具有不對(duì)稱形狀，且在整個(gè)截面上保持基本不變的壁厚的 抵抗橫截面來(lái)實(shí)現(xiàn)。 必須強(qiáng)調(diào)的是此第二實(shí)施例中厚度的不變性被認(rèn)為是示例性特征，因?yàn)樗龉軤?體可通過(guò)例如碳的復(fù)合材料手工提供，并由此可具有由生產(chǎn)操作產(chǎn)生的最小的厚度變化。
作為替代方案，在圖12至19所示的車架1的第三實(shí)施例中，抵抗橫截面的結(jié)構(gòu)不 對(duì)稱可通過(guò)提供具有在右半截面和左半截面之間不同的壁厚的抵抗橫截面，且維持關(guān)于縱 向平面12對(duì)稱的形狀(其形成兩個(gè)右半截面和左半截面)而實(shí)現(xiàn)。 作為進(jìn)一步的替代方案，在圖20至27所示的車架1的第四實(shí)施例中，抵抗橫截面 的結(jié)構(gòu)不對(duì)稱可通過(guò)提供壁厚在右半截面和左半截面之間不同的抵抗橫截面，同時(shí)具有關(guān) 于縱向平面12的橫向抵抗截面的不對(duì)稱形狀而實(shí)現(xiàn)。
以此方式能夠疊加兩個(gè)幾何不對(duì)稱的效果。 根據(jù)希望在哪里獲得車架1的結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，這些幾何不對(duì)稱性可以應(yīng)用于第一基 本水平管狀體4或應(yīng)用于第二斜管狀體6，或應(yīng)用于管狀體4和6 二者。
關(guān)于管式結(jié)構(gòu)2，為了在除了已經(jīng)由之前解釋的幾何不對(duì)稱性提供的加勁以外，還 具有關(guān)于車架1的縱向平面12不對(duì)稱的彎曲和扭轉(zhuǎn)加勁，能夠?qū)⑾嗤脑硪矐?yīng)用到第三 斜管狀體IO，使得其具有結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的抵抗橫截面，該抵抗橫截面通過(guò)關(guān)于縱向平面12形狀不對(duì)稱而其中壁厚在整個(gè)截面上基本不變來(lái)實(shí)現(xiàn)，或通過(guò)右半截面和左半截面之間的壁 厚不對(duì)稱實(shí)現(xiàn)，或通過(guò)兩個(gè)前述情況的結(jié)合實(shí)現(xiàn)。 術(shù)語(yǔ)"基本水平"和"基本垂直"是用于表示它們所指的元件與相應(yīng)的垂直或水平 方向有輕微的銳角度偏差，如圖中所示并如本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的。 在實(shí)踐中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明的自行車管式車架，尤其是傳統(tǒng)菱形的自行車管 式車架完全達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)和目的，這是因?yàn)?，通過(guò)關(guān)于所述自行車的縱向平面替換地改 變構(gòu)成車架的管狀元件的橫截面形狀或所述管式車架的厚度，就能夠具有不對(duì)稱的彎曲和 扭轉(zhuǎn)剛度，由此實(shí)現(xiàn)所述車架的優(yōu)化。 如此構(gòu)思的自行車管式車架，尤其是傳統(tǒng)菱形的自行車管式車架容易進(jìn)行許多修 改和變化，所有修改和變化都落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
所有細(xì)節(jié)可進(jìn)一步由其他技術(shù)等同元件替換。 在實(shí)踐中，采用的材料，只要它們與特定用途相符，以及視條件而定的形狀和尺 寸，根據(jù)需要和現(xiàn)有技術(shù)可為任意的。
權(quán)利要求
一種自行車管式車架，尤其是傳統(tǒng)菱形的自行車管式車架，包括管式結(jié)構(gòu)(2)，所述管式結(jié)構(gòu)形成至少一個(gè)可連接到前叉的前頭管(3)；第一基本水平管狀體(4)，所述第一基本水平管狀體功能性連接到所述頭管(3)并形成用于安裝車座的插入口(5)；以及第二斜管狀體(6)，所述第二斜管狀體功能性連接到所述前頭管(3)并能支撐中央機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述管狀體(4，6)中的至少一個(gè)具有結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的抵抗橫截面以用于關(guān)于所述車架(1)的縱向平面(12)不對(duì)稱的彎曲和扭轉(zhuǎn)加勁，所述縱向平面(12)穿過(guò)所述第一基本水平管狀體(4)的軸線并穿過(guò)所述第二斜管狀體(6)的軸線。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車架，其特征在于，所述基本水平的第一管狀體(4)具有結(jié)構(gòu) 不對(duì)稱的抵抗橫截面以用于關(guān)于所述縱向平面(12)不對(duì)稱的扭轉(zhuǎn)和彎曲加勁。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車架，其特征在于，所述第二斜管狀體(6)具有結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的 抵抗橫截面以用于關(guān)于所述縱向平面(12)不對(duì)稱的扭轉(zhuǎn)和彎曲加勁。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車架，其特征在于，所述第一基本水平管狀體(4)和所述第二 斜管狀體(6) 二者都具有結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的抵抗橫截面以用于關(guān)于所述縱向平面(12)不對(duì)稱 的扭轉(zhuǎn)和彎曲加勁。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的車架，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的抵抗橫截面具 有關(guān)于所述縱向平面(12)不對(duì)稱的形狀，其中壁厚在整個(gè)截面上基本不變。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的車架，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的抵抗 橫截面具有關(guān)于所述縱向平面(12)對(duì)稱的形狀，其中壁厚在右半截面和左半截面之間不 同，所述右半截面和所述左半截面由所述縱向平面(12)限定。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的車架，其特征在于，所述車架包括后支架 (7)，所述后支架功能性連接到所述管式結(jié)構(gòu)(2)，并且包括兩個(gè)水平套管(8)和兩個(gè)斜套 管(9)，所述斜套管(9)從第三斜管狀體(10)延伸，所述第三斜管狀體(10)功能性連接到 第四基本垂直管狀體(ll)，所述第四基本垂直管狀體(11)分別在用于安裝所述車座的所 述插入口 (5)處以其端部(lla，llb)功能性連接到所述第一基本水平管狀體(4)并在所述 中央機(jī)構(gòu)處以其端部(lla，llb)功能性連接到所述第二斜管狀體(6)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的車架，其特征在于，所述第三斜管狀體(10)具有結(jié)構(gòu)不對(duì)稱 的抵抗橫截面以用于關(guān)于所述縱向平面(12)的不對(duì)稱的扭轉(zhuǎn)和彎曲加勁。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7和8的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的車架，其特征在于，所述第三斜管狀體 (10)的所述結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的抵抗橫截面具有關(guān)于所述縱向平面(12)的不對(duì)稱形狀，其中壁 厚在整個(gè)截面上基本不變。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7-9的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的車架，其特征在于，所述第三斜管狀體(10) 的所述結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的抵抗橫截面具有關(guān)于所述縱向平面(12)對(duì)稱的形狀，其中壁厚在右 半截面和左半截面之間不同，所述右半截面和所述左半截面由所述縱向平面(12)限定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自行車管式車架(1)，尤其是傳統(tǒng)菱形的自行車管式車架，包括管式結(jié)構(gòu)(2)，其形成至少一個(gè)可連接到前叉的前頭管(3)；第一基本水平管狀體(4)，其功能性連接到所述頭管(3)并形成了用于安裝車座的插入口(5)；以及第二斜管狀體(6)，其功能性連接到所述前頭管(3)并可支撐中央機(jī)構(gòu)。兩個(gè)管狀體(4，6)中的至少一個(gè)具有結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的抵抗橫截面以用于關(guān)于車架(1)的縱向平面(12)不對(duì)稱的彎曲和扭轉(zhuǎn)加勁。更特殊地，所述縱向平面(12)由穿過(guò)所述第一基本水平管狀體(4)的軸線并穿過(guò)所述第二斜管狀體(6)的軸線的平面形成。
文檔編號(hào)B62K19/00GK101723038SQ20091020803
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日
發(fā)明者F·皮納瑞羅 申請(qǐng)人:塞克立皮納瑞羅股份公司