自行车踏板曲柄组件及相关元件制造技术

公开了一种自行车踏板曲柄组件（１），其包括踏板曲柄（２），所述踏板曲柄具有用于与底部支架结合的第一端和用于与踏板结合的第二端，所述第一端和所述第二端中的至少一个包括从踏板曲柄（２）的一侧（８）开始延伸的孔（７），用于分别与踏板或底部支架的轴（１００）结合，其特征在于包括在踏板曲柄（２）的所述侧（８）附近的孔（７）的周围延伸的加强元件（３），所述加强元件具有一个部分（１２），该部分构造成用于接收靠在其上的所述轴（１００）的邻接部分（１０３），并且踏板曲柄（２）与加强元件（３）沿着各自表面（１３，１５）接触，所述各自表面没有被完全包含在与孔（７）的轴线（Ｘ）垂直的平面内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自行车踏板曲柄组件、踏板曲柄和用于自行车踏板曲柄的加强元件。
技术介绍
自行车踏板曲柄在与踏板结合和与底部支架结合的区域中具有弱点，在那里它们具有孔以便接收踏板的轴或底部支架的轴。孔通常具有螺纹或无论如何具有非平滑的壁以防止踏板曲柄和轴之间的相互旋转，例如它具有多边形的横截面，特别是正方形的或六边形的，要不然它是具有槽或突起的圆柱形或圆锥形的孔。这些类型的孔共同具有的特点是带急剧方向变化的内表面，应力集中在该内表面并且裂痕开始于该内表面。当踏板曲柄受到重复载荷时，比如在踩踏板期间，裂痕扩大，而骑自行车的人不可能注意到它。当踏板曲柄的抵抗横截面减小到不再足以承担踩踏板负载时，踏板曲柄会突然断裂，给骑自行车的人的安全性带来严重的危险，这类断裂被称为疲劳断裂。
技术实现思路
基于本专利技术的技术问题是使得自行车踏板曲柄更安全，特别是增加它们的疲劳寿命。本专利技术的第一方面涉及一种自行车踏板曲柄组件，包括踏板曲柄，踏板曲柄具有用于与底部支架结合的第一端和用于与踏板结合的第二端，所述第一端和所述第二端中的至少一个包括从踏板曲柄的一侧——分别是近侧或远侧——开始延伸的孔，用于分别与踏板的轴或底部支架的轴结合，其特征在于包括在踏板曲柄附近或在踏板曲柄的所述侧的孔的周围延伸的加强元件或垫圈，加强元件或垫圈具有一个部分，该部分构造成用于接收靠在其上的所述轴的邻接部分，并且踏板曲柄与加强元件沿着各自表面接触，所述各自表面没有被完全包含在与所述孔的轴线垂直的平面内。本申请人认识到踏板曲柄疲劳断裂的主要原因是当骑自行车的人推动踏板时出现在孔周围区域中的拉伸应力。本申请人还注意到最大拉伸应力出现在孔的表面区域中，处于踏板的轴或底部支架的轴从其突出的那侧上。在本专利技术的踏板曲柄组件中，由于出现在踏板曲柄与加强元件的相互接触表面处的摩擦力，加强元件能吸收孔的所述表面区域中的一部分应力，随踏板曲柄变形并减弱踏板曲柄的载荷。以这种方式，踏板曲柄中的残余拉伸应力不再足以在孔表面的方向变化处引起和传播裂痕，踏板曲柄的使用更加安全。优选地，相互接触表面相对于所述轴线具有总的来说倾斜的前进路线，以使得摩擦力更加散布在加强元件的主体中。在本说明书中和在所附的权利要求中，总的来说倾斜的前进路线意味着表示能局部地离开圆锥表面的接触表面。典型地，至少在加强元件附近的部分中的孔表面是具有非平滑的壁的表面，因而，至少将轴有效地保持在最大应力的区域中。在孔的轴线方向上，优选地，相互接触表面的延伸度短于孔的延伸度，更优选地小于孔延伸度的一半，更加优选地小于孔延伸度的五分之一。以这种方式，减小踏板曲柄的总重量。在特别优选的方式中，在轴线方向上，相互接触表面的延伸度包含在孔的内螺纹的一个螺距和两倍螺距之间。根据本专利技术踏板曲柄组件的特别优选的特性，加强元件的弹性模量大于踏板曲柄的弹性模量，以使得它能吸收踏板曲柄的拉伸应力中相当大的部分。优选地，但不局限于此，在钢、钛合金和铝合金中选择用来制造具有所需弹性模量的加强元件的材料。在第一实施例中，相互接触表面是圆锥表面。在这种情况下，基本上对于锥形接触区域的整个延伸度，摩擦力作用在垂直于所述轴线且彼此相邻地连续布置的许多平面上。因而，摩擦作用均匀地施加在加强元件的整个主体上。优选地，相互接触表面的母线相对于与轴线垂直的平面倾斜一个5°到45°之间的角度，优选地倾斜一个25°到35°之间的角度。为了更多地增加踏板曲柄和垫圈的相互接触表面的面积从而增加摩擦力，相互接触表面可以是具有带两个或更多拐点的曲线母线的旋转表面，具有带一个拐点的曲线母线的旋转表面、具有圆弧形母线的旋转表面、具有阶梯状母线的旋转表面或例如得自上述表面的组合的其它表面。踏板曲柄和垫圈的相互接触表面也可以不是旋转表面，例如多面表面和优选地是平截头棱锥形表面。在上面的实施例以及在其它实施例中，加强元件的接触表面可以总的来说朝着踏板曲柄会聚且踏板曲柄的接触表面可以总的来说朝着加强元件发散，或相反，加强元件的接触表面可以总的来说朝着踏板曲柄发散且踏板曲柄的接触表面可以总的来说朝着加强元件会聚。踏板曲柄可以包括用于容纳加强元件的凹座。作为选择，踏板曲柄可以包括用于容纳加强元件的突出座。优选地，还在踏板曲柄和加强元件之间提供机械约束，以使得其相互滑动即使没有等于零也被减到最小。这样，使加强元件或垫圈与踏板曲柄更加作为一体地变形，且其效率增加。机械约束可以包括敛缝，特别是踏板曲柄和/或加强元件在所述凹座或突出座周围的敛缝。当踏板曲柄由复合材料制成时，可以通过将加强元件共同模制在踏板曲柄中来实现所述机械约束。绕轴线的不同角位置，踏板曲柄和加强元件之间的相互接触表面可以具有不同的延伸度。由于在踩踏板的周期中骑自行车的人施加在踏板上的力在力量上改变，从而该力作为踏板曲柄组件的角位置的函数在力量上改变，所以在上述条件下，能改进相互接触表面，使得与施加最小的力时的踩踏板周期中的部分相比，在施加最大的力时的踩踏板周期的部分中增大摩擦。在一实施例中，踏板曲柄和加强元件的相互接触表面是相对于孔偏心的表面。优选地，在这种情况下，相互接触表面的轴线平行于孔的轴线并与其一起限定一平面，该平面相对于踏板曲柄的纵向中心线倾斜30°到70°之间的角度。在另一个实施例中，踏板曲柄和加强元件的相互接触表面绕轴线的不同角位置具有不同的斜度。在其第二方面中，本专利技术涉及一种自行车踏板曲柄，其具有用于与底部支架的轴结合的第一端和用于与踏板结合的第二端，所述第一端和所述第二端中的至少一个包括从踏板曲柄的一侧——分别是近侧或远侧——开始延伸的孔，用于分别与踏板的轴或底部支架的轴结合，其特征在于在所述侧附近或在所述侧包括构造成用于接触加强元件的表面，该表面没有被完全包含在与所述孔的轴线垂直的平面内。踏板曲柄优选地具有上面结合踏板曲柄组件描述的一个或多个特征。在其第三方面中，本专利技术涉及一种用于自行车踏板曲柄的加强元件，其特征在于包括构造成用于分别允许踏板的轴或底部支架的轴通过的孔；一个部分，构造成用于接收靠在其上的轴的邻接部分的部分；和构造成用于接触踏板曲柄的表面，该表面没有被完全包含在与所述孔的轴线垂直的平面内。加强元件优选地具有上面结合踏板曲柄组件描述的一个或多个特征。附图说明从下面参考附图作出的本专利技术一些优选实施例的详细说明，本专利技术更多的特征和优点将变得更清楚，这些优选实施例仅仅作为非限制性的例子，在附图中 图1是与踏板的轴结合的本专利技术踏板曲柄组件的部分剖视侧视图；图2是在图1的踏板曲柄组件和轴之间结合区域的一部分的放大横截面；图3是图1的踏板曲柄组件的踏板结合区域的一部分的放大横截面，其中作用在其加强元件上的力被示意性地示出；图4A是图1的踏板曲柄组件的踏板曲柄的平面图，其中作用在加强元件上的力被示意性地示出；图4B是图1的踏板曲柄组件的踏板曲柄和垫圈的局部分解图；图5到11是本专利技术其它实施例的踏板曲柄组件的踏板结合区域的截面；图12是本专利技术另一个实施例的踏板曲柄组件的踏板结合区域的横截面；图13是在图12的踏板曲柄组件的垫圈和踏板曲柄之间的结合区域的放大横截面；图14是本专利技术另一个实施例的踏板曲柄组件的踏板结合区域的横截面；图15是本专利技术另一个实施例的踏板曲柄组件的踏板结合区域的横截面，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
自行车踏板曲柄组件（１），包括踏板曲柄（２），所述踏板曲柄具有用于与底部支架结合的第一端（４）和用于与踏板结合的第二端（５），所述第一端（４）和所述第二端（５）中的至少一个包括从所述踏板曲柄（２）的一侧（８）开始延伸的孔（７），用于分别地与所述踏板或所述底部支架的轴（１００）结合，其特征在于包括在所述踏板曲柄（２）的所述侧（８）附近的所述孔（７）的周围延伸的加强元件（３），所述加强元件具有一个部分（１２），该部分构造成用于接收靠在其上的所述轴（１００）的邻接部分（１０３），并且所述踏板曲柄（２）与所述加强元件（３）沿着各自表面（１３，１５；２０，２１；２８，２９；３４，３５；３６，３７；３８，３９；４０，４１；４３，４４；４６，４７；４９，５０；５１，５２；５３，５４）接触，所述各自表面没有被完全包含在与所述孔（７）的轴线（Ｘ）垂直的平面内。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：毛里齐奥瓦莱，
申请(专利权)人：坎培诺洛有限公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]