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自行车曲柄

阅读:977发布:2020-05-15

专利汇可以提供自行车曲柄专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型提供一种以最优方式接收 踏板 轴的 自行车 曲柄 臂。本实用新型的 曲柄臂 (1)包括具有第一区域(2a)的孔(2),所述第一区域(2a)用于通过衬套(3)以抗 扭矩 的方式接收踏板轴(6),其中第一区域(2a)适应衬套(3),且其中所述孔(2)包括适应踏板轴(6)的第二区域(2b)。,下面是自行车曲柄专利的具体信息内容。

1. 一种用于自行车曲柄臂(1),其中所述曲柄臂(1)包括具有第一区域(2a)的孔(2),所述第一区域(2a)用于通过衬套(3)以抗扭矩的方式接收踏板轴(6),其中第一区域(2a)适应衬套(3),且其中所述孔(2)包括适应踏板轴(6)的第二区域(2b)。
2. 根据权利要求1所述的曲柄臂(1),其特征在于,第一区域 (2a)和/或第二区域(2b)为至少两区段的伸缩筒类型,且/或其中第一区域(2a)的至少一部分具有比第二区域(2b)的至少一部分更大 的直径(Dl).
3. 根据权利要求1或2所述的曲柄臂(1 ),其特征在于,第二 区域(2b)的至少一部分为截短的圃锥形或截头圆锥形。
4. 根据权利要求1或2所述的曲柄臂(1 ),其特征在于,第一 区域(2a)包括至少第一接触面(4)和/或至少笫二接触面(5).
5. 根据权利要求1或2所述的曲柄臂(1 ),其特征在于,第一 区域(2a)包括至少一个截短的圆锥形或截头圃锥形的部分.
6. 根据权利要求1或2所述的曲柄臂(1),其特征在于,关于 孔(2)的长度,第一区域(2a)的长度为第二区域(2b)的长度的至 少两倍。
7. 根据权利要求1或2所述的曲柄臂(1),其特征在于,第一 区域(2a)为三区段伸缩筒型,
8. 根据权利要求7所述的曲柄臂(1),其特征在于,笫一区域 (2a)的第二区段(2.2)的长度(L2),为第一区域(2a )的第一区段(2.1)的长度(Ll)和/或第一区域(2a)的第三区段(2.3)的长 度(L3)的至少两倍.
9. 根据权利要求8所述的曲柄臂(1),其特征在于,从第一区 段(2.1)到第二区段(2.2)的过渡区和/或从第二区段(2.2)到笫三 区段(2.3)的过渡区是修圆和/或斜切的.
10. 根据权利要求8或9所述的曲柄臂(1),其特征在于,第二 区段(2.2)在通向第三区段(2.3)的过渡区处是修圆和/或斜切的.

说明书全文

自行车曲柄

技术领域

发明涉及用于自行车的曲柄臂.此外,本发明涉及具有这种曲 柄臂的自行车。

背景技术

自行车中的曲柄臂在将由自行车骑车者施加在踏板上的转换为 驱动力矩这一方面起作用,自行车的驱动力矩通过已知的机械多体系 统使自行车运动,所述多体系统包括链条、带齿的轮、齿轮等.
当考虑曲柄臂的结构和设计时,具体特征为承栽区域,即,施加 和/或传递栽荷的区域。例如,由曲柄臂附接或接收踏板轴的那些区域 需要以补偿这些栽荷的方式设计,以防止例如变形等损害或张力集中 或其它不希望的效应,
现有技术中,已知有减小栽荷的、用于布置由自行车曲柄臂接 收的踏板轴的不同方案,
例如,公布的美国专利申请2004/0055412 Al描述了与踏板连接部 分连接的曲柄臂.踏板连接部分包括带有切削的内螺紋的通道孔.在 该内螺紋中是具有拧入内螺紋中的外螺紋的衬套.为了组装衬套且为 了组装踏板单元,该衬套在其外端处具有六边形头.衬套还包括六边 形轮廓的单端孔,用于以抗扭矩的方式接收踏板轴的六边形部分.踏 板轴的六边形轮廓部分包括具有内螺紋的单端孔。平头螺紋件被拧入 到踏板轴的六边形轮廓部分的内螺故中,来自踏板轴相对方向的螺故 件通过曲柄臂的内孔,以将踏板轴沿轴向方向保持紧固.
公布的美国专利申请2004/0055413 Al描述了如前述专利申请中所 述的曲柄臂,然而没有包括六边形头的衬套。
美国专利7,225,703 B2示出了一种曲柄臂,其中踏板轴的 一部分通 过滚珠轴承可转动地设置,滚珠轴承设置在有螺紋的环中,所述环拧 入曲柄臂的孔中,孔具有内螺紋,滚珠轴承由有螺紋的环接收,所述 环柠入曲柄臂的具有内螺紋的孔中,可转动的踏板轴通过平头螺紋件 轴向紧固,平头螺紋件拧入到来自曲柄臂另 一側的踏板轴的一部分中,
3上面已经考虑了现有技术,可以看出已公开了许多包括很多不同 部件以将踏板轴连接到曲柄臂的复杂方案.^^开的方案需要组装或更 换零件的相当高技巧和相当长时间.此外,栽荷传递是不利的而且是 跨过许多分离的部件发生。

发明内容

因此,本发明希望提供一种设置为以最优方式接收踏板轴的曲柄 臂,为了解决该问题,提供根据第一方面的方案,
本发明涉及用于例如自行车等双轮脚踏车或单轮脚踏车的曲柄 臂.第一方面的曲柄臂包括孔,所述孔包括第一区域,第一区域设置 为通过衬套以抗扭矩的方式接收踏板轴.所述孔还包括第二区域,笫 二区域适应踏板轴。从而,本发明提供一种具有简单结构的曲柄臂, 还提供允许将踏板简单地组装到其上的曲柄臂.
根据本发明的又一方面,孔的第一区域和/或孔的第二区域可以以 至少两区段的伸缩筒方式设置。此外,第一区域的至少一部分可具有 比第二区域的至少一部分更大的直径,这意味着台阶或凸起部分的存 在,台阶或凸起部分理想地为用于村套和/或踏板轴的一部分的抵接元 件,可用于支撑和/或轴向紧固.例如,这里作为伸缩筒形装置,第一 区域和/或第二区域通过具有不同直径和不同长度的几个盲孔产生。
根据本发明的又一方面,第二部分的至少一个区域可构造为截头 圆锥形或截短的圃锥形。第二区域的截头圆锥形结构允许踏板轴或踏 板轴的相应类似部分的最优接收.
在本发明的进一步优选实施例中,它涉及一种曲柄臂,其中第一 区域包括至少第一接触面和/或至少第二接触面,第一和/或第二接触面 设置为用于村套的相应表面的限位面或抵接面,以便可根据需要调节 曲柄臂结构中的力分布.
根据本发明的又一方面,第一区域可至少包括构造为截头圆锥形 的一部分.这允许在组装过程期间容易地插入衬套.此外,这将实现 力或栽荷的平滑改向.
根据本发明的又一方面,在根据本发明优选实施例的曲柄臂中, 关于孔的长度,第一区域可以为笫二区域的两倍.因此,相应设置的 衬套被孔最优地接收并支撑,从而避免可能由太短的衬套引起的张力集中,
根据本发明的可替换方面,孔的第一区域可以以三区段的伸缩筒 方式设置。因此,具有相应成形的外轮廊的衬套可以由孔最优地接收, 且衬套可以通过至少 一个接触或限位面最优地支撑.
根据又一方面,与第一区域的第一区段长度和/或第一区域的第三 区段长度相比,第一区域的第二区段的长度尺寸可以为至少两倍。从 而,第一区域的三区段伸缩筒式结构最优地设置.
根据本发明的又一方面,第一区段到第二区段和/或第三区段的过 渡区可以是修圃和/或斜切的,从而避免可能以变形的形式产生不利效 应的任何应力集中.
根据本发明的可替换方面,从第二区段到笫一区段的过渡区可以 修圆和/或斜切.这将获得如上所述类似的效果。
根据本发明的又一方面,壳体和/或可转动元件可以由金属,例如 等构成.
此外,应当注意,上述特征可以任意组合,以实现根据本发明的 曲柄臂的进一步变型。
基于进一步的方面,本发明也涉及具有至少一个曲柄臂的自行车。 曲柄臂为上述那些曲柄臂的变型。
本发明的进一步特性和特征通过附图和本发明的变型的以下详细 说明表示.这些应当理解为仅是示范性的而决不限定本发明.
详细说明公开了使本领域技术人员能够实施本发明的教导。

附图说明

图1显示了现有技术已知的曲柄臂的截面图,曲柄臂具有孔,该 孔设置为通过带螺紋村套和垫囷接收踏板轴.
图2显示了根据本发明的示范性曲柄臂的一部分、衬套、连同踏 板轴的一部分的截面图.
图3显示了根据本发明的曲柄臂的又一示范性示例的一部分的截 面图。
图4显示了图3中以局部和截面图表示的、根据本发明的曲柄臂. 具体实施方式图l显示了现有技术已知的曲柄臂l的示范性截面图,该曲柄臂l
具有孔2,孔2用于通过衬套或带螺紋衬套3及垫围7插入踏板轴6或 踏板轴6的一部分。带螺紋衬套3和垫闺7图示为安装状态.
在图1所示现有技术的曲柄臂1的一部分中,孔2包括各具有不 同直径的三个部分和/或三个区段,分别为2.1、 2.2和2.3.在每一情况 下,孔2的三个区段2.1、 2.2和2,3沿孔轴线X-X具有不同的长度或深 度。
带螺紋衬套3具有成形的通道孔,即内螺紋3.1.图l所示的截面 图示出了 T形的带螺紋村套3,带螺紋衬套3具有第一带螺紋衬套限位 面3.2和第二带螺紋衬套限位面3.3.在安装到曲柄臂1期间,带螺紋 村套3通过側边被引入孔2.带螺紋衬套3接收在孔2的区段2.1和2.2 中.在孔2的第一区段2.1中,第一间隙8.1位于带螺紋衬套3或带螺 紋衬套3外表面和孔2的第一区段2.1内表面之间.在孔2的第二区段 2.2中,带螺紋衬套3适应或符合第二区段2.2的直径,以便带螺紋衬 套3的外表面与孔2的第二区段2.2内表面接触或保持在其中。
此外,带螺紋村套限位面3.2在孔轴线X-X方向上接触笫一区段 2.1的端部,即接触或抵接从孔2的第一区段2.1向第二区段2.2过渡的 过渡表面。
在所示曲柄臂1部分的面向側边1A的側边1B上,在曲柄臂l上 组装踏板轴6时,在孔2的第三区段2.3的孔部分中设置垫團7.垫闺 7显示出第一垫闺限位面7.1,第一垫围限位面7.1在孔轴线X-X方向 上接触第三区段2.3的端部,即接触孔2的笫三区段2.3和第二区段2.2 之间的过渡表面.
孔2的笫三区段2.3就其直径进行调节,即,就其内周面进行调节 以适应垫團7的外径且大于孔的第二区段2.2的直径,
踏板轴6在一側包括具有外螺紋的螺栓或轴6.1.带螺紋螺栓6.1 在通过螺栓连接到带螺紋衬套3的内螺紋3.1上而将踏板轴6附接在曲 柄臂1中这一方面起作用.
在组装状态下,踏板轴6的带螺紋螺栓6.1由内螺紋3.1接收或螺 栓连接,使得踏板轴限位面6.2接触垫圏7的第二垫闺限位面7.2.
在图l所示的结构中,为了将踏板轴6接收在曲柄臂1中,提供 了将踏板轴6组装到曲柄臂1上的复杂方案.如上所述,除了其它零件之外,结构需要具有适当刚度和几何尺寸的垫围7,以便对从踏板轴 6到曲柄臂1的栽荷传递提供可接受的支撑.由于具有垫闺7,要求孔 和相应的成比例截面的尺寸被适当地设定,
本发明示例的以下描述用于说明避免现有技术已知的缺陷的方案。
图2显示了根据本发明的曲柄臂1示例的一部分、村套和/或带螺 紋衬套3、以及踏板轴6的一部分的截面图。曲柄臂l可以安装到例如 自行车或摩托车等双轮脚踏车(未示出)中.此外,曲柄臂1可以安 装在单轮脚踏车上或安装到三轮脚踏车(也未示出)的轮上.
根据本发明的曲柄臂l可以由金属或金属合金构成,例如铝、钢、 镁。可替换地,曲柄臂1也可以由玻璃和/或纤维基材制成的复合材 料构成。
根据本发明的曲柄臂1的示出部分包括孔2,孔2从曲柄臂1的侧 边1A沿孔线或孔轴线X-X延伸到曲柄臂1的侧边1B.
孑L2包括第一区域2a和笫二区域2b,与第二区域2b沿孔轴线X-X 的长度相比,第一区域2a沿孔轴线X-X的范围或长度为至少两倍.
第一区域2a与带螺紋村套3 —起在以抗扭矩方式接收踏板轴6这 一方面起作用,即,第一区域2a相应地适应带螺纹衬套3。
孔2的第二区域2b适应踏板轴6的一部分或踏板轴6.这些方面 将更详细地阐述.
孔2的第一区域2a设置为类似三区段伸缩筒.因此,第一区域2a 包括第一区段2.1、第二区段2.2和第三区段2.3.第一区段2.1特征在 于沿孔轴线X-X的第一长度L2.1和第一直径D2.1。第二区段2.2特征 在于沿孔轴线X-X的第二长度L2.2和第二直径D2.2.第三区段2.3特 征在于沿孔轴线X-X的第三长度L2.3和第三直径D2.3。
通过使第一区域2a以至少两区段伸缩筒的方式设置,第一直径 D2.1大于第二直径D2.2且大于笫三直径D2.3,其中第二直径D2.2也 大于第三直径D2.3.如图l的示例所示,第二长度L2.2较长,即为笫 一长度L2.1或第三长度L2.3的至少两倍.可替换地,第二长度L2.2 可为第一长度L2.1或笫三长度L2.3之和的至少两倍。
由于上述第一直径D2.1和第二区段2.2的笫二直径D2.2的尺寸, 第一区段2.1在孔轴线X-X方向上具有第一接触区域或限位面4.第一
7限位面4具有环形形状。由于上述第二直径D2.2和第三区段2.3的第 三直径D2.3的尺寸,第二区段2.2在孔轴线X-X方向上具有第二接触 区域或限位面5。第二限位面5具有环形形状,
孔的第二区域2b沿孔轴线X-X紧邻孔2的笫一区域2a,并到达曲 柄臂l的侧边lB,该笫二区域2b设置为如图2示例所示的截头圓锥形, 即,在所示的截面图中,第二区域2b具有梯形形状。第二区域2b适 应踏板轴6或踏板轴6的一部分,形成第二区域2b的第三接触面或限 位面9。笫三限位面9具有环形形状,
在组装阶段,踏板轴6的一部分或一段以及村套或带螺紋村套3 被接收在曲柄臂l的孔2中或由曲柄臂l的孔2接收,这将在以下阐述,
衬套或带螺紋衬套3具有图2截面图所示的T形。可替换地,带 螺紋衬套3也可以呈具有恒定外径的圆柱形。带螺紋衬套3特征在于 关于孔轴线X-X的第一带螺紋衬套长度L3.1和笫一带螺紋衬套直径 D3.1、以及第二带螺紋衬套长度L3.2和第二带螺紋衬套直径D3.2.
第一带螺紋村套直径D3.1大于第二带螺紋衬套直径D3.2.第一带 螺紋衬套长度L3.1比第二带螺紋衬套长度L3.2短。带螺紋衬套3包括 孑L,其中切削有螺紋,内螺紋3.1沿带螺紋衬套3的第一和第二带螺紋 衬套长度L3.1、 L3.2延伸。内螺紋3.1设置为以形状配合(form fitted ) 方式接收踏板轴6的带螺紋螺栓6.1,
图2显示了前述踏板轴6的一部分,作为带有外螺紋的螺栓即带 螺紋螺栓6.1.踏板轴6还包括接触面或踏板轴限位面6.2.踏板轴抵 接或限位面6.2具有环形形状.如果踏板轴6与曲柄臂1和带螺故衬套 3组装,则踏板轴限位面6.2设置成由孔2的第二区域接收,组装状态 将在以下描述。
示例所示的带螺紋衬套3至少将第二带螺紋衬套直径D3.2的尺寸 设定成,在组装阶段,带螺紋衬套3在曲柄臂1的孔中至少接触第二 区段2.2的内表面。换句话说,第二区段2.2的笫二直径D2.2至少基本 上不大于第二带螺紋衬套直径D3.2.
此外,倘若第二长度L2.2和第二带螺紋衬套长度L3.2的尺寸相应 地设定,则沿第二区段2.2的区域内的笫二长度L2.2或沿带螺紋衬套3 的第二带螺紋衬套长度L3.2,在带螺紋衬套3和笫二区段2.2之间产生 压配合连接。于是,带螺紋村套3通过摩擦接合以抗扭矩方式接收在孔2中.
可替换地,带螺紋衬套可以粘合到孔的第一区域2a中。在又一方 案中,孔2的第一区域2a可以形成为非圃形的且可以具有六边形轮廓。 带螺紋衬套3具有相应的外轮廓,以由孔2以抗扭矩方式接收,
此外或附加地,第二带螺紋衬套长度的尺寸可以设定为,使得第 二带螺紋衬套限位面3.3接触第二限位面5且笫一带螺紋衬套限位面 3.2接触第一限位面4,从而沿孔轴线X-X方向有效地支撑带螺紋衬套 3。
可替换地,带螺紋衬套3可以就第一和第二带螺紋衬套长度L3.1、 L3.2设定尺寸,使得仅笫二带螺紋村套限位面接触第二限位面5,或仅 第一带螺故衬套限位面3.2接触第一限位面4.在带螺紋衬套3具有T 形形状且仅笫一带螺紋衬套限位面3.2接触孔2的第一限位面4的情况 下,在第二带螺紋衬套限位面3.3和孔2的第二限位面5之间设置有间 隙(未示出)。
孑L 2的第一和/或第二限位面4、5的接触面大致垂直于孔轴线X-X, 这导致踏板轴6的带螺紋螺栓6.1以试图将带螺紋衬套3拉向踏板轴6 的强度拧入到带螺紋衬套3的内螺紋3.1上,且带螺故衬套3大致顺沿 于轴线方向,即,顺沿于孔轴线X-X的方向。另一方面,带螺紋村套 3就其长度L3.1、L3.2和直径D3.1和D3.2的尺寸设定和布置决定了孔 2的接触限位面4和5的数量.
孔2在第二区域2b中设置成,使得踏板轴限位面6.2接触或抵接 第二区域2b的第三限位面9。
在组装状态下,带螺紋衬套3和踏板轴6均通过螺紋或螺栓连接 支撑在孔2中相应的区段和/或接触面、和/或限位面处。
因此,得到的踏板轴6与曲柄臂1的集成或连接关于栽荷传递和 组装来说实现了优化。
图3显示了根据本发明的曲柄臂的又一示例的局部图.所示的曲 柄臂l大致与图2特征相同。然而,描绘了进一步的布置和/或特征, 且在下文更详细地描述,为了简单和简练起见,省略图2已经显示的 特征,
图3的孔2特征还在于具有以斜切方式设置的从第 一 区段2.1到第 二区段2.2的过渡部分U12。因此,第一区域2a的该部分以截头圓锥
9形方式设置。这利于带螺紋衬套3插入孔2中.可替换地,过渡部分U12也可以被修圃。
从第二区段2.2到第三区段2.3的过渡部分U23和/或从第三区段2.3到笫二区域2b的过渡部分U32b可以以类似方式设置.这允许张力或扭曲力的"更平滑的"换向且避免张力集中的高张力区域.
图3举例显示的曲柄臂1显示了与第三区段2.3过渡的第二区段2.2的修圃边缘.这在通过带螺紋衬套3连接的曲柄臂1、踏板轴6内的力
或栽荷定向方面具有上述的有利效果。
第二区段2.2的端部E2.2和更恰当地不同的区段2.1可以修圆和/或斜切.
为了完整起见,图4显示了根据本发明的曲柄臂1,其中曲柄臂l的局部截面图已在图3中显示和描述.
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