自行车曲臂、中间产品和用于制造这种曲臂的方法技术

本发明专利技术涉及一种自行车曲臂，包括细长本体，该细长本体沿着纵向轴线Ｘ－Ｘ延伸，并且具有：包括用于联接自行车底部托架组件的第一底座的第一端部；包括用于联接踏板的第二底座的第二端部；中间部分，该部分在所述第一端部和所述第二端部之间延伸并且包括基本不具有结构强度的内部部分和第一加强结构。根据本发明专利技术，第一加强结构包括管状结构，该管状结构围绕所述内部部分布置并且在不长于所述中间部分的纵向延伸部的部分上纵向地延伸。这种管状结构有利地保证围绕基本不具有结构能力的部分的均匀结构能力。该管状元件的延伸仅限于曲臂的中间部分，即不含有端部和相应联接底座，以允许以简单的和快速的方式完全自动化地制造曲臂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种自行车曲臂。本专利技术还涉及用于制造这种曲臂的中间产品和用于制造所述曲臂的方法。
技术介绍
自行车和/或自行车构件特别是竞赛自行车的制造者总是要求降低自行车的总体重量，并且因此尽可能降低各种自行车构件的重量，同时确保、如果不能甚至改进，这种构件的结构强度特性。为了满足该要求，研制出利用复合材料制造的自行车构件，特别是曲臂，该材料包括单向连续结构纤维，或者薄片或小的薄板形式的纤维，该纤维随机地布置并且结合在聚合材料中。结构纤维，实际上，基本有助于曲臂的结构强度。该相同申请人的专利申请US2005/0012298A1描述了一种曲臂和用于制造它的方法。根据该方法，一种中间产品包括两个插件，缠绕该插件的一层单向结构纤维被插入模具中；在这两个插件之间布置适于形成曲臂中央空腔的芯部。然后包括单向连续结构纤维和随机地定向的纤维薄片的大量复合材料被插入模具中。该模具然后被关闭并且施加压力以从前述中间产品获得曲臂。在前述专利申请中描述的制造方法允许获得如此曲臂，它被减轻并且具有良好结构强度，特别是在牵引力下，这是由于存在包围插件和芯部的结构纤维。而且，这种方法，从成本效益的观点看是良好的，因为它要求操作者的人工干预有限。然而，本申请人已经发现，在上述方法中，由于在模制期间施加的高压力，芯部趋于移动，从而在于成品曲臂中形成的空腔壁中特别产生较薄区域。这种较薄区域不利地弱化了曲臂的结构。法国专利FR2636386公开了一种曲臂，它的由轻质膨胀聚氨酯制成的芯部布置在两个插件之间。芯部和插件被多层单向结构纤维封装。具有与缠绕插件的单向纤维不同定向的其它织造结构纤维层围绕曲臂的整个本体。本申请人发现，关于在上述US专利申请中描述的方法，制造这种曲臂具有一些缺点。这种缺点与该事实有关，即用织造结构纤维层缠绕曲臂本体应该手工完成，结果显著浪费时间。而且，手工缠绕纤维表明如此获得的曲臂具有相互不同的质量。
技术实现思路
本申请人因此考虑制造更轻曲臂的问题，该曲臂具有高的结构强度并且其制造具有成本有效性，从而克服在上述现有技术曲臂中遇到的缺点。本专利技术因此在其第一方面涉及一种自行车曲臂，包括沿着纵向轴线X-X延伸的细长本体并且具有包括用于联接自行车底部托架组件的第一底座的第一端部；包括用于联接踏板的第二底座的第二端部；中间部分，该部分在所述第一端部和所述第二端部之间延伸并且包括基本不具有结构强度的内部部分和第一加强结构；其特征在于，所述第一加强结构包括管状结构，该管状结构围绕所述内部部分布置并且在不长于所述中间部分的纵向延伸部的部分上纵向地延伸。在本专利技术的曲臂中，该管状结构，有利地，在一方面确保围绕基本不具有结构能力的部分的均匀结构能力，并且在另一方面，仅延伸到曲臂中间部分，并且因此不包含端部和相应联接底座，从而允许曲臂能够被简单和快速制造，克服了关于法国专利FR2636386的上述缺点。该端部实际上能够以完全自动化地方式制造，例如，通过在高压下模制的填充材料。而且，前述管状结构的使用在曲臂压力模制期间便于固定用于形成前述不具有结构能力的内部的芯部，避免在终端产品中产生由于在模制操作中芯部可能的不理想运动而造成的缺陷。优选地，该管状结构包括缠绕所述纵向轴线X-X的至少一个复合材料薄板。更优选地，所述的薄板包括结合在聚合材料中并且具有优先延伸方向的至少一层单向连续结构纤维。该连续结构纤维有利地确保高的结构强度。优选地，前述优先延伸方向关于所述纵向轴线X-X以预定的第一角度倾斜。更优选地，这种预定的第一角度等于大约45°。本申请人实际上发现该倾斜度是最佳的以赋予曲臂抵抗牵引、弯曲和扭转应力的特性。在本专利技术曲臂的特别优选的实施例中，为了进一步增加其结构强度而不会不利地影响上述的重量轻和制造容易的特性，该管状结构包括至少两层复合材料，每层均包括单向连续结构纤维，该纤维具有相应的优先延伸方向。优选地，在该实施例中，复合材料层的该优先延伸方向关于至少一个另一复合材料层的优先延伸方向以预定的第二角度倾斜。更优选地，这种预定的第二角度等于大约90°。优选地，曲臂中间部分的内部部分由空腔形成。在可替代的和没有那么优选的实施例中，该内部部分可由不具有结构能力的材料例如膨胀聚氨酯制造。优选地，曲臂的第一和第二端部包括复合材料，该材料包括随机地布置并且结合在聚合材料中的结构纤维。有利地，例如以小的织物薄板或者纤维薄片的形式随机地布置的结构纤维当在模具中受到压力时能够流动并且因此最优地填充模具空腔的端部区域从而获得曲臂端部。在任何情形中利用包括结构纤维的材料制造的这种端部具有理想的结构强度特性。优选地，本专利技术的曲臂还包括由至少一束单向连续结构纤维形成的第二加强结构，该纤维在所述细长本体中纵向地延伸。优选地，所述第二加强结构围绕所述第一和第二端部以及所述中间部分弯曲成环。更优选地，所述第二加强结构在所述中间部分处布置在所述内部部分和所述第一加强结构之间。有利地，该纵向连续结构纤维束赋予曲臂高的抗牵引载荷特性。优选地，在复合材料中的结构纤维，无论是连续的或者是随机地布置的薄片，从下面的组选择，该组包括碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、硼纤维、陶瓷纤维及其组合，碳纤维是最优选的。优选地，在复合材料中的聚合材料是热固材料。更优选地，该热固材料包括环氧树脂。然而，不排除使用热塑材料的可能性。在本专利技术曲臂的特别优选的实施例中，曲臂的中间部分具有垂直于所述纵向轴线X-X的截面，其中前述内部部分占据由具有第一表面延伸部的第一区域和由具有第二表面延伸部的第二区域限定的空间，并且其中第二加强结构占据具有等于在所述第一和第二区域之间的差异的表面延伸部的空间。有利地，这种曲臂在轻的重量和结构强度之间具有最佳平衡。实际上，第二加强结构仅布置在曲臂的在操作中最受压力的区域处，其它区域是中空的或者利用不具有结构能力的材料制造。特别是，优选地，第二加强结构在曲臂中间部分中如此布置，从而面向第一加强结构的它的各个表面部分与面向曲臂的内部部分的所述第二加强结构的相应表面部分相对。以此方式，当应力通过它们的相互接触表面从第一加强结构传递到第二加强结构时，第二加强结构在其面向曲臂内部部分的表面处自由变形。实际上，因为曲臂的内部部分不具有结构能力，在第二加强结构和内部部分之间的界面处不产生这样的约束张力，该张力与第二加强结构的变形应力作用相反，将使得第二加强结构从第一加强结构脱离。有利地，在其中内部部分由空腔形成的的情形中，约束张力完全为零。优选地，第二加强结构的纤维是单向连续结构纤维，该纤维在曲臂中间部分处基本平行于所述纵向轴线X-X延伸。在本专利技术曲臂的特别优选的实施例中，曲臂的两个端部的至少一个包括围绕相应联接底座延伸的第二空腔。有利地，在曲臂端部处也存在空腔可以允许曲臂总体重量降低。优选地，适于允许曲臂联接自行车底部托架组件或者踏板的插件被插入联接底座中。优选地，第二空腔是在曲臂中间部分的内部部分处形成的第一空腔的延长部分。然而，不排除在曲臂端部中形成的空腔和在曲臂中间部分中形成的空腔可以是不同的和分离的。优选地，第二空腔具有至少在部分上小于第一空腔高度的高度，从而曲臂在与底部托架组件和与踏板的联接区域处具有厚度增加的区域，该区域适于确保所需的结构强度。然而，不排除可替代的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自行车曲臂，包括细长本体，该细长本体沿着纵向轴线Ｘ－Ｘ延伸，并且具有：包括用于联接自行车底部托架组件的第一底座的第一端部；包括用于联接踏板的第二底座的第二端部；中间部分，该部分在所述第一端部和所述第二端部之间延伸 并且包括基本不具有结构强度的内部部分和第一加强结构；其特征在于，所述第一加强结构包括管状结构，该管状结构围绕所述内部部分布置并且在不长于所述中间部分的纵向延伸部的部分上纵向地延伸。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：加布里埃莱恰瓦塔，毛里费尔特林，
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]