用于自行车底托架组件的曲柄臂组件及其轴和曲柄臂制造技术

一种用于自行车（１００）的底托架组件的曲柄臂组件（１０），包括：沿纵向轴线（Ｘ－Ｘ）延伸的轴（２０）；与所述轴（２０）的至少一个自由端（２０ａ，２０ｂ）连接的至少一个曲柄臂（３０，４０）；形成在所述轴（２０）上的第一前接合装置（６０）；和形成于所述至少一个曲柄臂（３０，４０）上的第二前接合装置（５０），所述第一和第二前接合装置接合在一起。特别地，上述第一和第二前接合装置包括各自的前轮齿。前接合位于端部区域（２０１ａ，２１０ｂ），或在底托架组件的轴（２０）的壳箱（２１０）的外部，该底托架组件形成于自行车（１００）的框架（１０１）中。前接合在曲柄臂和轴之间引入了结构不连续，由于这个原因，在骑自行车期间施加在曲柄臂上的弯曲载荷以很小的程度传递到轴。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于自行车底托架组件的曲柄臂组件，也涉及用于这种曲柄臂组件的轴和曲柄。本专利技术也涉及包括上述曲柄臂组件的自行车底托架组件，和涉及包括上述底托架组件的自行车。
技术介绍
如已知的，自行车的底托架组件包括轴和两个曲柄臂，这两个曲柄臂与轴的相对的端部接合。该轴可以制成与曲柄臂分离的零件，或者它可以与两个曲柄臂中的一个制成单个零件。该轴也可以由能够接合在一起的两个分离的零件(通常所说的半轴)组成，且两个半轴的每一个与相应的曲柄臂制成单个零件。由接合在一起或制成为单个零件的曲柄臂和轴(或半轴)构成的自行车底托架组件的部件以如下措词加以标识曲柄臂组件。底托架组件安装在自行车上，在适当地布置在自行车框架中的壳箱内容纳有轴。通过在轴上安装一对滚动轴承，实现底托架组件相对自行车框架的旋转。各轴承位于轴上，处于相应的轴的邻近曲柄臂的本体部分，并且在底托架组件安装在自行车框架上时，运转地布置在轴和安置在框架中的壳箱之间。在骑自行车期间，由于骑车人施加在踏板上的载荷，自行车底托架组件的轴和曲柄臂都承受高的弯曲应力。如果没有适当地抵消，这种应力引起轴和/或曲柄臂弯曲。这种变形意味着骑车效率的降低，并可能导致轴和/或曲柄臂断裂。因而，自行车部件制造商总是存在的需求是，尤其对于竞赛用自行车，最小化自行车底托架组件的轴和曲柄臂的弯曲变形，以便不改变骑车效率并避免部件断裂的危险。轴的断裂，尤其是曲柄臂的断裂，通常精确地发生在轴-曲柄臂的接合区域。因而，这种区域是关键区域。已知的解决方案有轴制成与曲柄臂分离的单个零件；轴和曲柄臂制成单个零件；以及轴制成两个分离的部分(半轴)，每个部分与相应的曲柄臂制成单个零件。在第一种情况下，通过把轴的自由端和相应的曲柄臂相接合而获得底托架组件。在第二种情况下，通过把轴的自由端和另一个曲柄臂接合获得底托架组件，而在第三种情况下，通过把两半轴的自由端接合获得底托架组件。在最先的两种情况下，在曲柄臂组件和曲柄臂之间存在接合，而在第三种情况下，在两个曲柄臂组件之间存在接合。例如，美国专利US5493937描述了由两个曲柄组件组成的自行车底托架组件，这两个曲柄组件借助螺栓头对头地接合在一起。各曲柄臂组件包括与相应曲柄臂焊接成单个零件的半轴。两个曲柄臂组件之间的接合部位于合适地布置在自行车框架中的底托架组件的壳箱内部。底托架组件的轴在壳箱内可旋转地被支撑，该壳箱借助一对轴承合适地布置在自行车框架中，该轴承在邻近曲柄臂的、相应的轴的本体部分处安装在轴上。通过插入一对转接器，轴承容纳在框架的壳箱外侧。本申请人已经发现，在上述专利中描述的解决方案具有以下缺点，施加到各曲柄臂的弯曲应力完全传递到相应的半轴，从而各半轴(并进而由两轴元件的组件组成的轴)经受高的弯曲变形。这种解决方案也具有以下缺点，需要采用各自具有较长的半轴的曲柄组件，这种半轴用来接合以形成具有至少与两轴承之间的轴向距离相同的长度的轴。由这两个半轴的接合而构成的轴具有较长的长度，这意味着在轴的中间部分处将产生很高的弯曲变形。因而，对于有关自行车底托架组件的轴和曲柄臂的弯曲变形的问题，本申请人已经找到新的技术方案。
技术实现思路
因而，本专利技术的目的是降低自行车底托架组件的轴和曲柄臂的弯曲变形。因而，本专利技术在其第一方面涉及用于自行车底托架组件的曲柄臂组件，该曲柄臂组件包括沿纵向轴线X-X延伸的轴；与所述轴的至少一个自由端接合的至少一个曲柄臂；在所述轴和所述至少一个曲柄臂之间的接合装置；特征在于所述接合装置包括形成于所述轴的所述至少一个自由端上的第一前接合装置和形成于所述至少一个曲柄臂上的第二前接合装置，所述第一和第二前接合装置接合在一起。贯穿本说明和随后的权利要求，措词“曲柄臂组件”用来表示通过接合底托架组件的旋转轴端部和曲柄臂而获得的自行车底托架组件的部件。轴可以与另一曲柄臂制成单个零件或制成与另一曲柄臂分离的零件。轴也可以制成可接合在一起的两个分离的部分(为简明起见被称为轴元件)。在轴与另一曲柄臂制成单个零件的情况下，通过组装根据本专利技术的曲柄臂组件获得底托架组件。在轴制成与另一曲柄臂分离的零件的情况下，通过把根据本专利技术的曲柄臂组件与另一个曲柄臂接合获得自行车底托架组件。在另一方面，在轴制成两部分的情况下，通过根据本专利技术的两曲柄组件的接合，或者通过根据本专利技术的曲柄臂组件与曲柄臂组件(其中轴与另一曲柄臂制成单个零件)的接合，从而获得底托架组件。贯穿本说明和随后权利要求，除非以其它方式明确表明，为简便起见，我们将指的是制成单个零件的轴。不过，所述内容对于轴制成两个分离零件的情况具有类似的适用性。根据本专利技术，轴和曲柄臂之间的前接合有利地在从曲柄到踏板轴的弯曲应力传播中引入结构不连续性，由于这个原因，在骑自行车期间施加在曲柄臂上的弯曲载荷以非常小的程度传递到轴。更有利的是，这种结构不连续性位于轴和曲柄臂之间的界面，即紧邻曲柄臂的、其上施加弯曲载荷的区域。因而，弯曲应力的传播在一个部位处被打断，假定在该部位处弯矩的力臂很小，几乎为零，则在这个部位上的弯曲应力仍然最小。因而，本申请人已经认识到，通过在弯曲应力从曲柄臂到轴的传播中，在一个尽可能靠近曲柄臂上的施加弯曲载荷的区域的部位上引入结构不连续性，即使不能实际上几乎完全抵消，也可以显著地减小自行车底托架组件的轴和曲柄的变形。因而本申请人已经想到了一种解决方案，其中接合装置是前接合装置，并且这种前接合装置直接布置在曲柄臂-轴的界面处，即在曲柄臂与轴的接合表面处。优选地，所述第一前接合装置包括第一旋转驱动装置，以及所述第二前接合装置包括第二旋转驱动装置。更优选地，所述第一旋转驱动装置包括在所述轴的前端面上周向地延伸的第一前轮齿，以及所述第二旋转驱动装置包括第二前轮齿，该第二前轮齿在所述曲柄臂与所述轴的接合部分的前端面上周向地延伸。在可选的解决方案中，旋转驱动装置包括，例如销，该销偏心地形成于曲柄臂前壁上并插入加工在轴的前壁上的相应孔或者反之，或者是在曲柄臂的前壁和轴的前壁上的销和孔的组合。在其优选实施例中，根据本专利技术的曲柄臂组件也包括所述至少一个曲柄臂相对所述轴的对心装置。这种对心装置有利地使得轴的纵向轴线和相应的曲柄臂接合部分的轴线之间精确对齐。优选地，如将在本说明的剩余部分说明清楚的，所述对心装置由所述第一和第二前轮齿限定。在根据本专利技术的曲柄臂组件的优选实施例中，所述第一和第二前轮齿包括多个相同并对称的齿，所述多个齿的每个齿包括一对侧面，该侧面沿着平行于所述纵向轴线X-X的方向倾斜，以在它们之间形成具有预定值的角度α。有利地，齿的侧面沿轴的轴向方向的倾斜使得能够实现轴-曲柄臂的高精度接合。实际上，在轴的齿和曲柄臂的齿之间的各个界面上提供了滑动面，以允许曲柄臂在弯曲方向相对轴的微小位移。这种微小位移减小了弯曲应力在两个部件之间的传递。假定滑动面相对轴的纵向轴线和相应的曲柄臂接合部分的轴线周向地定位，那么在底托架组件旋转期间也发生上述的微小位移。优选地，所述角度α的值在14°和40°之间。有利地，本申请人已经认识到，在这样的值的范围内，轴和曲柄臂之间的轴向推力减小到允许使用小尺寸的锁定螺钉(将曲柄臂轴向锁定到轴所需的)，即，例如能使螺钉容纳在轴内。这允许使用这样的轴，其中部相对于端部具有较大的直径。此外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于自行车底托架组件的曲柄臂组件（１０），包括：　　　　轴（２０），它沿纵向轴线（Ｘ－Ｘ）延伸；　　　　至少一个曲柄臂（３０，４０），它与所述轴（２０）的至少一个自由端（２０ａ，２０ｂ）连接；　　　　接合装置（５０，６０），它在所述轴（２０）和所述至少一个曲柄臂（３０，４０）之间；　　　　特征在于：所述接合装置（５０，６０）包括形成于所述轴（２０）的所述至少一个自由端（２０ａ，２０ｂ）上的第一前接合装置（６０）和形成于所述至少一个曲柄臂（３０，４０）上的第二前接合装置（５０），所述第一和第二前接合装置（５０，６０）接合在一起。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马里奥梅格焦兰，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]