[发明专利]自行车管式车架

说明书

技术领域

本发明涉及一种自行车管式车架，特别是传统的类菱形形状的自行车管式车架。

背景技术

在自行车中，车架是基础部件，因为车架除了执行自行车的所有其它部件组装于其上的支撑结构的功能之外，其还承受主要由骑行者的腿部和驱动轮之间的能量传递引起的持续应力，这影响到自行车的性能。

自行车车架实际上主要承受由骑行者在脚踏的行程期间，即当通过传动系统将由腿部施加至脚踏板的推力转化为施加至驱动轮的牵引力时引入的负载。

更准确地说，脚踏板较佳地在两侧(右侧和左侧)是相对对称的，并因此产生两种强度相等但方向相反的作用。

当人们为了运动应用而研究车架的变形时，这些作用会更为明显；在比赛者的脚踏行程期间，比赛者可以在每分钟90个行程的旋转速率下产生1200瓦特的平均能量，车架经受由所述比赛者施加到脚踏板的垂直推力引起的弯曲应力和扭转应力，还要加上由于比赛者体重产生的负荷以及由所述比赛者在握住车把时引起的弯曲应力和扭转应力。

此外，车架经受由传动系统产生的弯曲应力和扭转应力，该传动系统在目前使用的车架中典型地完全安装在右侧。

更详细地，小齿轮和链环之间的链条牵引力趋于使曲柄轴与驱动轮的轴线未对齐(其理想地为平行的)，这使车架注定产生弯曲和扭转变形，这些变形根据骑车者推进右踏板或左踏板而加到由骑行者对脚踏板的动作引起的变形中或从其中减去。

为了避免由于所述不同压力引起的结构失效，其进一步增加到在其上使用自行车的地形的不连续性产生的效果上，通过寻求弯曲和扭转刚度及重量之间的最佳折中来设计自行车车架。

根据自行车的类型及其必须具有的成本，存在由不同材料制成的不同车架形状。

最常见的结构是所谓的类菱形的形状，由四个管状体(前管、水平管、垂直管和倾斜管)构成的结构，它们在两个节点处连结至后三角部(连结至后轮的安装叉部)，该后三角部由四个更细的管状体(水平套管和垂直套管)组成。

在这种类型的最廉价车架中，最普遍的是由具有对称的抵抗横截面的管状体组成的车架，该横截面沿所述管状体的延伸方向具有恒定或可变的厚度。

基于上述车架通常承受的应力，这些已知类型的车架都有缺点，这些缺点包括对称车架要么过于刚性、要么过于灵活的事实。

为了避免该缺陷，背景技术建议只有车架的后部、即后三角部为不对称结构。

发明内容

以同一申请人的名义于2008年10月17日提交的意大利专利0001391492因此已知为要求保护一种自行车管式车架，特别是传统的类菱形形状的自行车管式车架，包括管式结构，所述管状结构形成：至少一个用于连接至前叉的前管；第一基本水平管状体，该第一基本水平管状体功能性地连接至所述前管，并形成用于安装车座的入口；以及第二倾斜管状体，该第二倾斜管状体功能性地连接至所述前管，并支撑曲柄轴，其特征在于，所述第二倾斜管状体具有在结构上不对称的抵抗横截面，用于相对于车架的纵向平面不对称的弯曲和扭转加劲，所述纵向平面穿过所述第一基本水平管状体的轴线并穿过所述第二倾斜管状体的轴线。

因此，在该方案中，构成车架的所述管状件的横向截面的形状或者管状件的厚度，相对于自行车的纵向平面发生变化，从而获得不对称的弯曲和扭转刚度。

但是，该方案允许在小范围内增加车架的钢度，因此仍然可以观察到弯曲的存在；此外，人们已经发现由于左右脚踏板行程导致的变形使得车架无法很好地平衡。

另外，用于后三角部的一对倾斜套筒的已知方案具有由第一上部分和第二下部分构成的形状，两者大体上为直线形的，并且在这两者之间插入具有小得多的纵向尺寸的基本S形连接器。

即使这个方案也无法达到自行车硬度和反应度的满意程度。

本发明的目的是为了消除上述缺陷，提供一种自行车管式车架，特别是具有传统的类菱形形状的自行车管式车架，其相对于自行车的纵向平面能够实现高的弯曲和扭转刚度值。

在该目标的范围内，本发明的一个目的是提出一种自行车管式车架，特别是具有传统的类菱形形状的自行车管式车架，其能够在使用过程中减少弯曲。

另一个重要的目的是提供一种车架，其能够实现由左右脚踏板行程导致的更平衡的变形。

另一个目的是获得一种车架，其中一对倾斜的套管允许自行车实现高度的刚性和反应度。

另一个目的是提供一种结构简单的车架，其具有相对适度的成本，并且可以由通常已知的系统提供。