自行车车叉
专利汇可以提供自行车车叉专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种用于引导车辆 车轮 —尤其是 自行车 前轮的车叉，其至少包括一个作用于车轮轮轴的叉柱，且叉柱至少部分地在平行于车轮转动平面的方向上延伸，叉柱总体上被制为四边形，四边形叉柱包括至少两根互相平行且分离的构架腿，构架腿被至少两连接件保持在相对的 位置 上。，下面是自行车车叉专利的具体信息内容。
1.一种用于引导车辆车轮，尤其是自行车前轮的车叉，其包括至少一 个作用于车轮轮轴的叉柱(3a，3b)，且叉柱至少部分地在平行于车轮转动平面 的方向上延伸，其特征在于：
叉柱(3a，3b)总体上被制为构架四边形；
四边形叉柱包括至少两根互相平行且分离的构架腿(4，5)；以及
构架腿被至少两连接件(6a，6b，6c)保持在彼此相对的位置上。
2.根据权利要求1所述的车叉，其特征在于：至少部分构架腿(4，5) 被制为翼型挡梁的形式。
3.根据前面权利要求中任一个所述的车叉，其特征在于：叉柱(3a，3b) 通过至少一固定装置(2)，尤其是叉头连接在一起。
4.根据前面权利要求中任一个所述的车叉，其特征在于：固定装置(2) 包括连接件(1)，特别是叉管，通过该叉管将车叉与自行车架连接在一起。
5.根据前面权利要求中任一个所述的车叉，其特征在于：两叉柱(3a， 3b)均与垂直中心轴线成一预定角度，且所述角度在1°-45°之间，优选为5°-30 °之间，最佳为7°-20°之间。
6.根据前面权利要求中任一个所述的车叉，其特征在于：翼型挡梁是 由型面轮廓限定的，该型面轮廓被制为空气稳定舵的形状。
7.根据前面权利要求中任一个所述的用来引导自行车轮的车叉，其特 征在于：将翼型挡梁(4，5)的形状和布置方式选择成使得四方形框架周围和/ 或流过四方形框架空气被导流向预定方向，特别是导离车轮的纵向中心面M。
8.根据前面权利要求中任一个所述的用来引导自行车轮的车叉，其特 征在于：翼型挡梁(4，5)的布置方式选择成使流动阻力最小。
9.根据前面权利要求中任一个所述的用来引导自行车轮的车叉，其特 征在于：叉柱(3a，3b)、固定件、连接件是从由下述组中选择的材料制成；金 属、合成材料、天然材料、纤维玻璃、碳、芳纶、玻璃纤维、复合材料、聚酯、 环氧树脂、聚合物、木材、乳胶、铝、钛、或其它的材料。
10.根据前面权利要求中任一个所述的用来引导自行车轮的车叉，其特 征在于：叉柱(3a，3b)的翼型挡梁(4，5)和/或连接件(6a，6b，6c)是由结构 元件制成的，尤其为蜂窝构件或微构件。
11.根据前面权利要求中任一个所述的用来引导自行车轮的车叉，其特 征在于：翼型挡梁(4，5)、连接件(6a，6b，6c)和/或叉柱(3a，3b)是通过插 接、螺栓连接、粘接、焊接、钎焊接或者其它类似方法连接的。
12.根据前面权利要求中任一个所述的用来引导自行车轮的车叉，其特 征在于：翼型挡梁(4，5)及其布置方式选择成使叉柱(3a，3b)的机械性能可满 足预定需要。
13.根据前面权利要求中任一个所述的用来引导自行车轮的车叉，其特 征在于：所述机械性能包括抗挠强度、抗扭刚度、挠性、应变、抗压强度、以 及断裂强度等等。
技术领域
背景技术
在叉管的下端设置有一个用于安装车轮轮轴的装置。为了满足预定的机 械性能，这些叉管是由金属或轻金属合金制成的。
圆筒形的头管由车架上的转向管来引导，且利用两轴承座圈来支撑转向 管的两端，使其可发生转动。
在专业性的自行车运动中，自行车车叉除了要满足所要求的机械性能之 外，尤其还必须要使自行车车叉满足空气动力学的要求，所以，要采用某些可 减少空气流动阻力的结构。
发明内容
通过设计一种如权利要求1所述的、用于引导车轮的车叉，本发明的上述 目的得以实现。从属权利要求中的技术主题限定了用于引导自行车车轮的车叉 的其它优选实施例。
根据权利要求1所述的、用于引导车辆车轮的车叉包括至少一个作用于轮 轴上的叉柱，且这个叉柱在大体平行于车轮旋转轴线的方向上至少部分地延 伸。
该叉柱被制成基本为四边形框架的结构，其中，该四边形框架是由至少 两根大体平行的构架腿与几个连接件组成的，其中的连接件相互间隔开。
两构架腿被位于它们各自相对位置处的连接件保持在两个区域上，在本 发明的一优选实施例中，还可设置另外的连接件。
构架腿自身至少在部分上被制为翼型挡梁的构造。
通过按照上述确定的方案来布置构架腿的及其连接部位，由于构架腿的 设置方向基本上是沿绕流过叉柱的气流方向，所以就在型面挡梁之间形成了一 气流槽。
在一特定实施例中，被基本上制为四边形框架的前述叉柱的末端为连接 部位，一侧的连接部分为叉头，另一侧的连接部分为车轮轮轴的安装装置。
在另一实施例中，根据权利要求1的自行车叉的特征在于：叉柱相对于垂 直中心轴线成一预定角度。
因此，叉柱的角度在1°-45°之间，在一优选实施例中，该角度为5°-30°之 间，在一最佳实施例中在7°-20°之间。
在一最佳实施例中，用于引导车辆车轮的车叉包括一连接装置-尤其是 一头管，该头管延伸到止动件-即叉头处，头管由车架中的转向管支撑，且在 转向管的两端处由两轴承座圈(控制副)转动支撑着。
在另一特定的优选实施例中，车叉用于引导后轮，该尤其是用于自行车的 车叉包括一与自行车构架相连接的固定装置，根据该具体优选实施例，车叉还 可包括用于将后轮保持在预定位置上的叉柱。
根据本发明的又一实施例，用于构成叉柱的构架腿被设计成翼型挡梁，该 挡梁可用一型面的轮廓面来进行描述。所述型面轮廓至少可由型面深度以及在 至少一个型面深度点上的型面厚度来进行描绘。
型面轮廓上距离最大的两点之间的连线叫弦线，另外，为了更进一步地的 限定型面轮廓，采用所谓的骨架线，该骨架线是由型面深度方向上的厚度分布 轴线来确定的。
本发明的型面深度可被定义为轮廓上距离最远的两个点之间的尺寸，且 该尺寸基本上是沿着绕流过型面的空气的流动方向延伸的。
型面轮廓上型面的厚度是随型面深度而变化的，其中，在至少一个点上， 型面轮廓上两点之间的距离被定义为它们之间垂直于弦线的连线长度。型面轮 廓是由一封闭母线限定的，该封闭母线是由型面轮廓上的点连成的，并且轮廓 点越多，对型面轮廓的描述越精确。
根据本发明一具体实施例，这样来选择所采用的翼型挡梁的型面轮廓： 尤其是使得绕流过和/或流经车叉的空气阻力得以降低，与此同时，这样来相 对设置两翼型挡梁：使得空气沿着预定的方向流动。具体来讲：翼型挡梁被设 计成可将空气导流向远离叉柱间车轮的方向。
在一优选实施例中，这样来布置构架腿：使得单条翼型挡梁表面上的空 气流动路径被导流，从而使两翼型挡梁表面上流动的空气互相平行，而不会产 生相互干扰的不利效果。本发明的目的尤其在于将各个涡流区连通起来、或减 少涡流区。
根据另一优选实施例，用来引导车轮的车叉的特征在于：叉柱-具体来 讲即构架腿或连接件是由至少一种材料或混合材料制造而成的，且此材料或混 合材料是从以下一组材料中选取的，这组车辆包括铝、钛等的金属，以及合成 材料、天然材料、玻璃纤维、碳、芳纶、玻璃纤维、复合材料、玻璃纤维复合 材料、聚酯、环氧树脂、聚合物、以及木材、乳胶等的天然材料，以及等等材 料。
除了使用上述的材料或混合材料之外，用于引导自行车车叉的特征在于： 在一特定的优选实施例中，叉柱的构架腿可由几种结构件制成，这些结构件具 体包括蜂窝构件或对应的的微蜂窝构件。
根据本发明一优选实施例，用来引导车轮的车叉的特征在于：构架腿、 叉柱和/或连接件是通过插接、螺栓连接、粘接、焊接、钎焊接或其它类似方 式连接在一起的，且对连接件的形状进行设计，使流动阻力减小到最低。
在一优选实施例中，两个构架腿之间的连接件的特征在于：其基本上延 伸在两个构架腿表面之间，且其形状可使空气阻力减小到最低。
在一最佳实施例中，连接件被制成单体零件。
根据一最佳实施例，用于引导车轮的车叉的特征在于：翼型挡梁与连接 部位被布置成可使得叉柱满足预定的机械性能。
具体来讲：所说机械性能是指叉柱、连接件以及自行车叉的弯曲刚度和抗 挠强度、抗扭刚度和扭转强度、挠曲性、应变、抗压强度和断裂强度。此外， 通过连接部位以及对应的连接方式可满足这些机械性能。但应当指出的是：上 述列举的事实并非叉柱机械性能的最终表征，通过对翼型挡梁的形状及其布置 进行设计，还可获得采用该叉柱所必须材料的其它参考值。
根据另一优选实施例，对于型面的形状，这样来选择型面轮廓：使得沿着 轮廓上侧面流动的空气路径的长度与沿着轮廓下侧面流动的空气路径的长度不 同。在另一实施例中，翼型挡梁的型面轮廓被设计成相互平行的，但互不相同。
在一优选实施例中，整个自行车柱的表面结构被设计成这样：使车叉的空 气阻力减到最低。连同其它措施，可通过这样来制造叉柱的表面而衰减表面产 生的涡流。在一最佳实施例中，通过采用所谓的鱼鳍结构、开槽结构或凹槽结 构来衰减产生的涡流。
用于引导车轮的自行车叉的另一个实施例的特征在于：叉柱为四边形框 架，且构架腿和连接件被相互连接起来而成为一个单体件。
附图说明
在下文中，将结合附图、在实施例中详细地描述本发明，其中，在附图 中：
图1是根据本发明的、用于引导车轮的自行车叉的前视图；
图2是根据本发明的、用于引导车轮的自行车叉的侧轴测图；
图3是叉柱中间连接部分的断面轴测图；
图4是带有尺寸的型面轮廓示意图；
图5是一种第一型面轮廓的示意图；
图6是第二种型面轮廓的示意图；
图7是沿图2中的A线对连接部分所作的断面示意图；以及
图8是对图1所示自行车叉所作的截面示意图。
具体实施方式
附图具体描绘了用于自行车前轮的车叉结构，然而，需要指出的是：该 车叉也可以用于后轮上，尤其是用于自行车的后轮。
图1表示了根据本发明的、用于引导车轮的车叉，除了包括叉管1之外， 其还包括一个叉头2和两根叉柱3a、3b。
叉柱3a和3b被制成四边形的框架，其除了包括构架腿4和5之外，还包括 连接件6a、6b和6c。通过这些来设置构架腿4、5以及连接件，使两叉柱形成了 气流槽9a和9b，且气流槽沿叉柱的主延伸方向延展，至少是当车辆行驶时，空 气从这些气流槽中流过。在连接件6b的延伸段上，叉柱上带有一个用于连接自 行车轮轴(图中未示出)的部件8。
连接区域6c为叉柱3b的最上端，其通过过渡区7与叉头2相连接。
叉柱3a和3b被设置成相对于垂直中心轴线分别成一预定的α角和α′ 角。根据本发明，α和α′在2o-30o之间，优选为3o-20o之间，最佳是在5o-15 o之间。
附图2是根据本发明的自行车叉的轴测图，该自行车叉除了包括叉管21、 叉头22、叉头与叉柱27的过渡区之外，还包括构架腿24和25、以及连接部位26a、 26b和26c。部位28作为叉柱的最下端，且构成了连接自行车轮轴(图中未标出) 的装置。
根据本发明，这样来设计自行车车叉：使得气流L从图中右侧对应的方向 吹向自行车叉，并分别绕流过两车叉。
图3是在图2的中间连接部件所在的部位对叉柱所作的中位轴测截面图。
除了连接件36之外，图中还表示出了两型面挡梁34和35。除了表示出两 型面之外，图中还表示出了一连接部位36的延伸部，形成了气流槽39a和39b， 在自行车行驶过程中，空气从这些气流槽中流过。图3中箭头L的方向为正常行 驶时空气的流动方向。
图4为带有尺寸的型面轮廓示意图，图中除了标注型面深度x之外，还表 示出了在型面深度为xn处的型面厚度yn。型面轮廓40是由一封闭的母线构成 的，封闭母线将型面轮廓上的各个点连接起来。
图5是一个构架腿型面轮廓的优选实施例，其型面深度x1的具体值在 20mm-100mm之间，优选为20mm-70mm之间，最佳为25mm-50mm之间。
此构架腿厚度y1的具体值在2mm-20mm之间，优选为3mm-15mm之间，最佳 为5mm-10mm之间。
在图5所示的情况中，型面轮廓50被表示为：一前部51延伸向型面图的左 端，并包括一拐点53，该拐点终结于后部52处。
图6表示了根据本发明的构架腿的另一种型面轮廓，其型面深度x2在 10mm-100mm之间，优选为15mm-70mm之间，最佳为25mm-50mm之间。
根据本发明的该构架腿的厚度y2在1mm-20mm之间，优选为3mm-15mm之间， 最佳为5mm-10mm之间。
图7是沿图2中的A线对叉柱23所作的断面图。在该断面图中，除了表示出 了连接件26a之外，还表示出了构架腿24和25的剖面结构。构架腿24和25的两 条弦线71和72相交于A点，根据本发明，两弦线的交角在0.5°-10°之间，优选为 0.7°-7°之间，最佳为1°-5°之间。
根据本发明，构架腿24和25的前端边缘之间的距离a在5mm-50mm之间，优 选为10mm-40mm之间，最佳为5mm-35mm之间。
根据本发明，封闭母线70型面深度的数值在20mm-100mm之间，优选为 35mm-80mm之间，最佳为40mm-65mm之间。
根据本发明，封闭母线70的型面厚度在5mm-50mm之间，优选为10mm-35mm 之间，最佳为15mm-25mm之间。
根据本发明，空气流动的方向如图箭头L所示。从图中可以看出，在正常 行驶过程中，空气从叉柱的右侧撞击叉柱，并沿着构架腿24和25绕流过叉柱。
附图8是叉柱3a和3b的另一断面图，图中除了描绘出封闭的母线80和80′ 之外，还表示出了构架腿24和25、以及它们对应的的24′和25′，构架腿周边 的空气流基本上是沿着箭头L的方向流动的，其中，在连接件部位处，空气是 贴着封闭母线80和80′的表面、沿箭头L2所指的方向流动的，而在连接件之间， 空气则是贴着24、25和24′和25′表面流动的。
在构架腿之间流动的空气会被导离车轮，具体来讲：是导离位于两叉柱 之间的中位面M上的车轮轮圈。
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