CN101045479A - 自行车踏板曲柄组件及其相关元件 - Google Patents

Abstract

公开了一种踏板曲柄组件(1)，包括踏板曲柄(2)，该踏板曲柄(2)具有用于与底托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)延伸的孔(7)，用于分别与踏板或底托架的轴(100)结合，其特征在于：包括加强元件(3)，该加强元件(3)在踏板曲柄(2)的所述一侧(8)围绕孔(7)延伸，并且所述加强元件被约束在踏板曲柄(2)上。

Description

自行车踏板曲柄组件及其相关元件

技术领域

本发明涉及自行车踏板曲柄组件、踏板曲柄以及用于自行车踏板曲柄的加强元件。

背景技术

自行车踏板曲柄在用于与踏板连接以及用于与底托架连接的区域中具有弱点，在该区域中具有用于容纳踏板或底托架的轴的孔。该孔通常具有螺纹或者总之具有非光滑的壁，以防止踏板曲柄与轴之间的相互转动，例如，该孔具有多边形横截面，尤其是正方形或六边形，要不然就是具有槽或突起的圆柱形或圆锥形孔。

这些形式的孔的共同点为具有急剧方向变化的内表面，压力在方向变化处集中，并且在此处开始产生裂痕。当踏板曲柄承受反复的负载时，例如在蹬车期间，裂痕将扩大，而骑车者可能注意不到这一点。当踏板曲柄的抗力横截面缩减至不再足以承受蹬车负载时，踏板曲柄会突然断裂，对骑车者的安全具有严重的危险。这种断裂称为疲劳断裂。

发明内容

基于本发明的技术问题是使自行车踏板曲柄更加安全，尤其是提高其疲劳寿命。

本发明第一方面涉及一种踏板曲柄组件，包括踏板曲柄，所述踏板曲柄具有用于与底托架连接的第一端和用于与踏板连接的第二端，所述第一端和所述第二端中的至少一个包括从所述踏板曲柄一侧——远侧或近侧——延伸的孔，用于分别与踏板的轴或底托架的轴连接，其特征在于：包括加强元件或垫圈，该加强元件或垫圈在踏板曲柄的所述一侧围绕所述孔延伸，并且被约束在踏板曲柄上。

本申请人发现，踏板曲柄疲劳断裂的主要原因是当骑车者踏动踏板时在所述孔周围的区域中出现的拉应力。

本申请人还注意到，在所述踏板或所述底托架的轴从其突出的一侧上，最大的张应力出现在所述孔的表面区域中。

在根据本发明的踏板曲柄组件中，由于所述踏板曲柄与所述加强元件之间的约束，加强元件能够吸收在所述孔的所述表面区域中的大部分应力，从而与所述踏板曲柄约束在一起，并减弱所述踏板曲柄的负载。这样，所述踏板曲柄中剩余的拉应力不再足以使断裂在所述孔的表面的方向变化处产生和传播，故踏板曲柄的使用更加安全。

一般地，至少在接近加强元件的部分处的所述孔的表面为具有不光滑的壁的表面。因此，至少在最大应力的区域中有效地保持该轴。

优选地，所述加强元件具有构造成容纳靠在其上的所述轴的邻接部分的部分。

优选地，在所述孔的轴线的方向上，所述加强元件的延伸度小于所述孔的延伸度，更优选地，小于所述孔的延伸度的一半，更加优选地，小于所述孔的延伸度的五分之一。这样，减轻了所述踏板曲柄的总重量。

在特别优选的方式中，在所述孔的轴线的方向上，所述加强元件的延伸度包含在所述孔的内螺纹的一倍螺距与两倍螺距之间。

根据本发明的踏板曲柄组件的特别优选特征，所述加强元件的弹性模量大于所述踏板曲柄的弹性模量，使得加强元件能够吸收大部分的踏板曲柄的拉应力。

优选地，但是不限于，用于制成具有所需弹性模量的所述加强元件的材料从钢、钛合金和铝合金之中选择。

所述约束可包括将所述加强元件胶合至所述踏板曲柄。

所述踏板曲柄可包括用于容纳所述加强元件的突出座。

优选地，所述踏板曲柄可包括用于容纳所述加强元件的凹座。

作为可选方案或者除了胶合之外，所述约束可包括敛缝，尤其是所述踏板曲柄和/或所述加强元件围绕用于加强元件的凹座或突出座的敛缝。

当所述踏板曲柄由复合材料制成时，作为可选方案或者除了胶合之外，所述约束可通过所述加强元件在所述踏板曲柄中的共同模制获得。

根据可选方案，所述加强元件不容纳在所述踏板曲柄的座中，而是约束在所述踏板曲柄一侧的外表面上。

优选地，所述踏板曲柄和所述加强元件沿着各自的分界面相接触，其中所述分界面未完全包含在横向于所述孔的轴线的平面内。

优选地，所述分界面相对于所述轴线整体倾斜延续，使得所述踏板曲柄施加在所述垫圈上的力由于所述约束，更加分散在所述加强元件体内。

在本说明及所附权利要求中，整体倾斜延续意味着表示所述分界面可局部地离开圆锥形表面。

在第一实施例中，所述分界面为圆锥形表面。

在这种情形下，基本对于所述踏板曲柄与所述垫圈之间接触区域的整个延伸度，从所述踏板曲柄传递至所述垫圈的作用力作用在垂直于所述轴线并且彼此相邻地连续排列的许多平面上。因此，所述约束均匀地分布在所述加强元件体上。

优选地，所述圆锥形分界面的母线相对于垂直所述轴线的平面倾斜的角度包含在5°与45°之间，更优选地，包含在25°与35°之间。

尤其当使用胶合的情形下，为了增加所述踏板曲柄与所述垫圈之间的分界面的面积，从而提高所述约束力，所述分界面可为具有带有两个或更多拐点的曲线母线的旋转表面、具有带有一个拐点的曲线母线的旋转表面、具有圆弧状母线的旋转表面、具有台阶状母线的旋转表面或例如由上面旋转表面的组合得到的其他表面。

在上面的实施例以及其它实施例中，所述加强元件的分界面可整体朝着所述踏板曲柄会聚，所述踏板曲柄的分界面整体朝着所述加强元件发散，反之亦然，所述加强元件的分界面整体朝着所述踏板曲柄发散，所述踏板曲柄的分界面整体朝着所述加强元件会聚。

所述踏板曲柄与所述加强元件之间的分界面可在绕所述轴的不同角度位置处具有不同的延伸度。

由于在蹬车循环期间，骑车者施加在所述踏板上的作用力的强度变化为所述踏板曲柄组件的角度位置的函数，所以通过上述构造，能够修改所述分界面，以便相比于施力最小作用力的蹬车循环的部分，在施力最大作用力的蹬车循环部分期间增加从所述踏板曲柄传递至所述加强元件的作用力，尤其是在使用胶合的情形下。

在实施例中，所述踏板曲柄与所述加强元件之间的分界面为关于所述孔偏心的表面。

优选地，在这种情形下，所述分界面的轴线平行于所述孔的轴线，并且与所述孔的轴线一起确定了平面，该平面相对于所述踏板曲柄的纵向中心线倾斜的角度包含在30°与70°之间。

在另一个实施例中，所述踏板曲柄与所述加强元件之间的分界面在绕所述轴的不同角度位置处具有不同的斜率。

本发明的第二方面涉及一种自行车踏板曲柄，所述踏板曲柄具有用于与底托架连接的第一端和用于与踏板连接的第二端，所述第一端和所述第二端中的至少一个包括从所述踏板曲柄一侧——远侧或近侧——延伸的孔，用于分别与踏板或底托架的轴连接，其特征在于：在所述侧包括用于在所述孔周围延伸的加强元件的座。

优选地，所述座为与所述孔连通的凹座。

可选地，所述座为从所述踏板曲柄突出的座。

优选地，所述座具有平底面，更优选地，所述座具有可关于所述孔的轴线偏心的圆柱形侧壁。

本发明的第三方面涉及一种加强元件，该加强元件包括具有偏心孔的扁平的圆形体。

附图说明

连接附图，从下面本发明的一些优选实施例的详细描述可更加清楚地了解本发明的进一步特征和优点，其中优选实施例完全作为非限制性示例。附图中：

图1为连接有踏板的轴的根据本发明的踏板曲柄组件的局部侧视截面图；

图2为图1的踏板曲柄组件与轴之间的一部分连接区域的放大横截面图；

图3为图1的踏板曲柄组件的一部分踏板连接区域的放大横截面图，其中示意性地示出了作用在其加强元件上的作用力；

图4A为图1的踏板曲柄组件的踏板曲柄的平面图，其中示意性地示出了作用在加强元件上的作用力；

图4B为图1的踏板曲柄组件的踏板曲柄与垫圈的局部分解图；

图5为根据本发明另一实施例的踏板曲柄组件的踏板连接区域的横截面图；

图6为根据本发明另一实施例的踏板曲柄组件的踏板连接区域的横截面图；

图7为图6的踏板曲柄组件的垫圈与踏板曲柄的连接区域的放大横截面图；

图8至17为根据本发明其它实施例的踏板曲柄组件的踏板连接区域的横截面图；

图18为根据本发明另一实施例的踏板曲柄组件的踏板连接区域的横截面图，其中踏板曲柄与垫圈之间的分界面在不同角度的位置具有不同的延伸度；

图19为图18的踏板曲柄组件的踏板曲柄的平面图；

图20、21和22为根据本发明其它实施例的踏板曲柄组件的踏板连接区域的截面图，其中踏板曲柄与垫圈之间的分界面在不同角度的位置具有不同的延伸度；以及

图23为根据本发明另一实施例的踏板曲柄组件的局部透视图。

具体实施方式

参考图1至4B，根据本发明第一实施例的踏板曲柄组件1包括踏板曲柄2和至少一个加强元件或垫圈3。

踏板曲柄2可由金属材料制成，通常为轻合金，例如铝合金，要不然由复合成材制成。优选地，所使用的复合材料包括嵌入聚合材料的结构纤维。通常，结构纤维选自碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酸胺纤维、陶瓷纤维、硼纤维以及这些纤维的组合，其中优选碳纤维。优选地，踏板曲柄的聚合材料为热固性材料，但也可为热塑性材料。更优选地，聚合材料包括环氧树脂。

垫圈3由具有比踏板曲柄2的材料的弹性模量更大的弹性模量的材料制成。优选地，垫圈3为金属的，更优选地，垫圈3由从钢、钛合金和铝合金中选择的材料制成，该材料与踏板曲柄2的材料相同或不同。

踏板曲柄2具有用于与自行车底托架(未示出)的轴相连接的第一端4以及与踏板(未示出)的轴100相连接的第二端5。

踏板曲柄2的第一端4包括孔6，在踏板曲柄的使用中，自行车底托架(未示出)的轴插入孔6中。

踏板曲柄2的第二端5包括具有轴线X的孔7，在踏板曲柄的使用中，轴100插入孔7中。孔7在踏板曲柄2的柄体中从踏板曲柄2的远侧8关于自行车的中心延伸。在示出的实施例中，孔7关于自行车的中心延伸至踏板曲柄2的柄体的近侧9。换句话说，在示出的实施例中，孔7为在踏板曲柄2中形成的通孔，而在可选实施例中，该孔可为盲孔。

至少在踏板曲柄2的第一侧8的附近，从而在垫圈3的附近的部分中，所示实施例的孔7为具有螺距为P的内螺纹10的圆柱形孔，但孔7也可选择地为具有多边形(尤其是正方形或六边形)横截面的孔，或具有槽或突起的圆柱形孔或圆锥形孔，或者以另一种方式构造成防止轴100与踏板曲柄2绕轴线X的相互转动的孔。

垫圈3在踏板曲柄2的远侧8处在孔7的周围延伸。更具体地，垫圈3位于孔7的边缘99的附近。

垫圈3具有孔11，该孔11的形状和尺寸与踏板曲柄2的孔7的横截面相匹配，或者包括这样的孔，以允许插入轴100。孔11的轴线与轴线X重合，并且优选地，由光滑表面确定，例如，圆柱形表面。

垫圈3具有基本为平面的第一表面12和与第一表面12相对的基本为平面的第二表面13。

踏板曲柄2具有用于容纳垫圈3的凹座14，凹座14的形状与垫圈3的形状相匹配。

在轴线X的方向上，踏板曲柄2的凹座14的延伸度为H1，垫圈3的延伸度为H2，踏板曲柄2与垫圈3之间的接触区域的延伸度为H3，孔7的延伸度为H4。应当注意，虽然垫圈3在图3中稍微地突出到凹座14的外面，但是垫圈3也可选择地与凹座14的外沿相齐平，因此H3基本上等于H2减去胶合层15的厚度，要不然垫圈3还可位于凹座14的外沿的下面。

优选地，延伸度H1、H2和H3小于孔7的延伸度H4，更优选地，小于孔7的延伸度H4的一半，更加优选地，小于延伸度H4的五分之一。

此外，在最优选实施例中，所述延伸度H1、H2和H3包含在孔7的螺纹10的一个螺距P与两个螺距2P之间。

在踏板曲柄2与垫圈3之间，至少在垫圈3的第二表面13处，布置有将垫圈3约束在踏板曲柄2上的胶合层15。

如上所述，在使用中，踏板通过轴100与踏板曲柄组件1相连接。

轴100具有端部101，该端部101构造成穿过垫圈3的孔11并结合在踏板曲柄2的孔7中。

在示出的实施例中，轴100的端部101具有与踏板曲柄2的孔7的内螺纹10相配合的螺纹102。在其它实施例中，轴100的端部101可具有多边形横截面或可配备有脊或槽，以与踏板曲柄2的孔7的横截面相匹配。

轴100还具有邻接表面103，该邻接表面103通常在轴100的凸缘104上制成。

应当注意，在示出的实施例中，轴100还具有布置在邻接表面103与端部101之间的外围喉部105，使得垫圈3的孔11的内壁不与轴100相接触，但在可选实施例中，可不具有喉部105，垫圈3的孔11的内壁与轴100相接触。

本申请人认为根据本发明的踏板曲柄组件1的优良性能可解释如下。

当轴100的端部101旋入踏板曲柄2的孔7时，邻接表面103与垫圈3的基本为平面的表面12相邻接。

在自行车的使用中，当骑车者踩动踏板时，轴100在孔7处向踏板曲柄2传送拉力。

在最危险的情况下，其中骑车者在踏板上施加最大的推力，踏板曲柄的纵轴Y相对于水平面倾斜大约45°，使水平面上方的第二端5穿过底托架的轴线，骑车者施加的力基本上沿着图3和4A中所示箭头F的方向传递到踏板曲柄2上，其中箭头F相对于踏板曲柄2的纵向中心线Y倾斜约45°。在本说明书中，为简便起见，忽略了在垂直于踏板曲柄2的中间平面的平面(垂直于图4A的平面的平面)中的分力以及力F的力矩或扭矩。

因此，与力F相邻的踏板曲柄2的第二端5的区域16经受拉力，而相对于孔7的轴线X的相对区域17不经受任何拉力。因此，踏板曲柄2经受拉伸载荷，该拉伸载荷倾向于在区域16与17之间延伸的区域18和19上产生弹性拉伸。换句话说，在使用中，踏板曲柄2的孔7具有“变成椭圆形”的趋势。

由于蹬车期间的反复的负载循环，在孔7的螺纹10的喉部或孔7的壁的其它急剧方向变化处的喉部，尤其是在踏板曲柄2的远侧8的附近有产生裂缝的危险，从而具有由于踏板曲柄2的疲劳而损坏的危险。

踏板曲柄2与垫圈3之间的约束通过胶合层15获得，该约束允许垫圈3与踏板曲柄2一起变形或“变成椭圆形”，以吸收一部分这种拉力，从而减少上述危险。实际上，该胶合层15防止了踏板曲柄2与垫圈3之间的相互滑动。借助于胶水层15，踏板曲柄2沿着箭头A的方向在垫圈3上施加作用力。更具体地，在区域16、18和19中，作用力A将垫圈3的相应区域与踏板曲柄2成整体地拉长，而在区域17中，作用力A保持垫圈3的相应区域，从而与其在踏板曲柄2上的滑动相反。

特别地，由于垫圈3组成材料的弹性模量大于踏板曲柄2组成材料的弹性模量，所以垫圈3吸收了孔7的表面区域中的大部分拉应力。

图4B示出了垫圈3优选为连续的。更具体地，垫圈3为没有裂口或切口的形式连续，使其具有弹性并减小其加强作用。

图5示出了可选实施例，根据该实施例，省略了容纳垫圈的凹座14，垫圈3胶合在踏板曲柄2的孔7的外部。在图5的实施例中，垫圈3的直径d明显大于孔7的螺纹10的外径D，以允许轴(未示出)的通过而不损坏其螺纹。

图6和图7示出了踏板曲柄组件1的可选实施例，其中通过围绕垫圈3的凹座14敛缝踏板曲柄2而将垫圈3约束在踏板曲柄2上，使得踏板曲柄2的材料的一部分20部分地覆盖垫圈3。

在又一实施例中(未示出)，踏板曲柄2与垫圈3之间的约束通过敛缝和胶合完成。

当踏板曲柄由复合材料制成时，其通过共同模制相当简单地将垫圈3约束到踏板曲柄2上。当踏板曲柄2的复合材料固化时，其粘附到垫圈3上，防止了所有的相对所相互移动。

在这种情形下，可借助于部分地覆盖垫圈3的踏板曲柄2的材料，类似于敛缝材料20，来保持垫圈3，或者通过在垫圈3的侧壁中制成的其它突起或突出来保持垫圈3。

相对于上述情形，垫圈3可具有可选的形状。

因此，图8示出的实施例中，为了与踏板曲柄2连接，垫圈3的第二表面21为圆锥形表面，该圆锥形表面的轴线与轴线X重合，并且用于容纳垫圈3的座14的形状与垫圈3的形状相匹配，特别是具有与垫圈3相接触的圆锥形表面22，圆锥形表面22的轴线与轴线X重合。

优选地，踏板曲柄2的座14的圆锥形表面22和垫圈2的圆锥形表面21分别相对于垂直于踏板曲柄2的孔7的轴线X的平面和垫圈3的孔11的轴线X的平面倾斜角α，该角α包含在5°和45°之间，更优选地，包含在25°与35°之间。

如图8中着重所示，在使用踏板曲柄组件1期间，基本上对于踏板曲柄2与垫圈3之间接触区域的整个延伸度H3，踏板曲柄2通过胶合层15施加在垫圈3上的作用力A作用在垂直于轴线X的许多平面上。因此，垫圈3拉力作用的保持和牵伸基本上沿着其整个延伸度H2分布，从而分布在其整个垫圈体中，因而提高了由垫圈3本身吸收的拉应力部分。

类似地，与上述实施例相比，座14横截面的改变将踏板曲柄2中的应力分散至更大的材料区域。因此，局部应力的绝对值低。

由于踏板曲柄2中的局部应力的最大值较小，并且由于其更佳的分布和被垫圈3所吸收，所以进一步降低了在孔7处的远侧8上开始产生裂缝的危险，从而增加了踏板曲柄2的疲劳寿命。

图9的实施例与图8的实施例的不同在于，垫圈3与踏板曲柄2的分界面21、22之间的胶合层15由踏板曲柄2围绕垫圈3的座14敛缝或共同模制所替代，使得踏板曲柄2的材料的一部分20部分地覆盖垫圈3。

同样，在圆锥形分界面21、22的情形下，踏板曲柄2与垫圈3之间的约束可既通过敛缝或共同模制又通过胶合而实现。

图10至14示出了踏板曲柄组件1的可选实施例，其中与上述实施例相比，踏板曲柄2与垫圈3之间的分界面的面积有所增加，因此，尤其是在胶合的情况下，有利地进一步提高了从踏板曲柄2传递至垫圈3的作用力。在这些图中，约束通过胶合完成，但是也可选择地或另外地通过踏板曲柄2或垫圈3在垫圈3的座14周围的敛缝获得，或者通过共同模制完成。

特别地，图10示出了一种踏板曲柄组件1，其中垫圈3与踏板曲柄2的分界面23、24分别为具有带有两个拐点的曲线母线的旋转表面。更具体地，垫圈3的分界面23的母线具有两个凹入部分25、26以及在两个凹入部分之间的凸出部分27，踏板曲柄2的分界面24的母线具有两个凸出部分28、29以及在两个凸出部分之间的凹入部分30。

还可使用旋转表面的母线的拐点多于两个的相互分界面。

图11示出了一种踏板曲柄组件1，其中垫圈3和踏板曲柄2的分界面31、32分别为具有带有一个拐点的曲线母线的旋转表面。更具体地，垫圈3的分界面31的母线具有凹入部分33和凸出部分34，踏板曲柄2的分界面32的母线具有凸出部分35和凹入部分36。

图12示出了一种踏板曲柄组件1，其中垫圈3和踏板曲柄2的分界面37、38分别为具有圆弧状母线的旋转表面。更具体地，垫圈3的分界面37的母线为凸的，踏板曲柄2的分界面38的母线为凹的。圆弧的中心C不在轴线X上，但也可不排除这种可能性，在这种情形下，分界面37、38为球状。

图13也示出了一种踏板曲柄组件1，其中垫圈3和踏板曲柄2的分界面39、40分别为具有圆弧状母线的旋转表面。在这种情形下，垫圈3的分界面39的母线为凹的，踏板曲柄2的分界面40的母线为凸的。

图14示出了一种踏板曲柄组件1，其中垫圈3和踏板曲柄2的分界面41、42分别为具有台阶状母线的旋转表面。虽然示出了三个台阶，但是可使用其母线具有两个、四个或更多台阶的旋转表面。

在图8至14的实施例中，踏板曲柄2与垫圈3之间的分界面相对于孔7的轴线X整体倾斜延续。更具体地，垫圈3的分界面整体朝着踏板曲柄2会聚，踏板曲柄2的分界面整体朝着垫圈3发散。

图15示出了一种踏板曲柄组件1，其中垫圈3和踏板曲柄2的分界面43、44分别相对于孔7的轴X整体倾斜延续，但其倾斜方向相对于图8至14的实施例相反。具体地，垫圈3的分界面43整体朝着踏板曲柄2发散，踏板曲柄2的分界面44整体朝着垫圈3会聚。更具体地，分界面43、44为圆锥形，但其也可选择地为类似于参考图8至14的上述的那些分界面。

踏板曲柄2的分界面44还可在从踏板曲柄2的远侧8突起的座45上制成。

应当理解，在其它描述的实施例中，用于容纳垫圈3的凹入踏板曲柄2中的座14可由突出座15替代。

正如上面的进一步的实施例，图16示出了一种踏板曲柄组件1，其中垫圈3和踏板曲柄2的分界面46、47分别为台阶状，并且相对于孔7的轴线X整体倾斜延续，其中垫圈3的分界面46整体朝着踏板曲柄2发散，踏板曲柄2的分界面47整体朝着垫圈3会聚。

图17示出了一种与图15实施例相类似的踏板曲柄组件1，其中垫圈3的分界面48为朝着踏板曲柄2发散的圆锥形，踏板曲柄2的分界面49为朝着垫圈3会聚的圆锥形，但是踏板曲柄2的用于容纳垫圈3的座为凹座14。在这种情形下，如前面的实施例，约束可通过敛缝、胶合、共同模制或类似的系统得到。

踏板曲柄2的圆锥形分界面49在座14中突起，并楔入垫圈3的分界面48的喇叭形口。当由于插入孔7的轴100的拉应力使踏板曲柄2的突起扩大时，其通过机械效应将垫圈3置于更进一步的拉应力之下。

应当注意，在踏板曲柄2的座14与垫圈3之间具有环形间隙50，但也可不具有该间隙。

由于骑车者在蹬车循环期间施加在踏板上的作用力的强度变化为踏板曲柄组件1的角度位置的函数的事实，故能够改变踏板曲柄2与垫圈3之间的分界面，以在相对于蹬车循环中施加作用力最小的部分的蹬车循环中施加较大作用力的部分期间，提高力A的传递。

这通过使踏板曲柄与垫圈3之间的分界面在绕轴线X的不同角度位置处的延伸度不同而获得。

因此，在图18和19所示的实施例中，踏板曲柄2具有用于扁平圆形垫圈3的凹座14。垫圈3和座14相对于踏板曲柄2的孔7以及垫圈2的中心孔11偏心。因此，垫圈3的分界面51与踏板曲柄2的分界面52具有环面部分和圆柱形部分。优选地，分界面51、52的轴线X1平行于轴线X，平面ε相对于踏板曲柄2的纵向中心线Y倾斜角β，该角β包含在30°与70°之间。

图20示出了踏板曲柄2与垫圈3之间分界面的另一示例，该分界面的面积为角度位置的函数。特别地，踏板曲柄组件1与图18和19的组件的区别在于，垫圈3胶合至踏板曲柄2的外面，换句话说，既没有凹座14也没有突出座45。

根据图21中所示的可选实施例，垫圈3与踏板曲柄2的分界面53和54分别为圆锥形。

当然，上述其它分界面也可制成偏心的。

作为进一步的示例，在图22中所示的实施例中，垫圈3的分界面55和踏板曲柄2的分界面56具有可变斜率，该斜率为绕轴线X的角度位置的函数。在图22中，在由踏板曲柄2的纵轴Y限定的两个角度位置处确定了两个斜率α’和α”。

例如，斜率可在5°与45°之间以围绕轴线X逐渐变化的方式变化。在特别容易实现的实施例中，具有逐渐可变斜率的分界面55、56为具有相对于孔7的轴线X倾斜轴线的圆锥形表面。但是，表面55、56的斜率也可扇形地变化，或者该扇形可以是延伸具有最小斜率的第一预定圆弧的第一扇形，延伸具有最大斜率的第二预定圆弧的第二扇形，以及在最小斜率与最大斜率之间斜率逐渐变化的两个连接的扇形，优选地，斜率线性变化。

可使用为非旋转表面的踏板曲柄2和垫圈3之间的分界面，即该分界面不具有圆形对称，例如截头棱锥状表面或更一般的多面体表面。在这种情形下，与图18至22的实施例的情形相似，还防止了踏板曲柄2与垫圈3之间绕轴线X的相互转动。

图23示出了一种踏板曲柄组件1，其中垫圈3与踏板曲柄2的分界面57、58分别为具有平滑边缘的截头正方棱锥状表面。

棱锥体的基部可具有任意数量的边；此外，在多面体或棱锥状分界面的情形下，轴线还可相对于轴线X倾斜和/或偏心。

此外，在上述各种实施例中，垫圈3的基本为平表面12和/或轴100的邻接表面103可由滚花的、有槽的或其它有花纹的表面所替代。此外，垫圈3的孔11可为圆锥形，或更一般地，可相对于其与踏板曲柄2的分界面的整体延续具有发散或会聚的延续，以获得更薄的垫圈3，从而有利地减轻重量。

本领域的技术人员还应当理解，可将所述和所示的应用到用于与底托架的轴连接的孔6，作为用于与踏板连接的孔7的替代或附加。

用于与底托架轴连接的孔6和用于与踏板连接的孔7中的一个或另一个可由与踏板曲柄整体制成轴所替代，孔改为分别设置在踏板中或底托架中。

Claims (38)

1.踏板曲柄组件(1)，包括踏板曲柄(2)，所述踏板曲柄(2)具有用于与底托架结合的第一端(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)延伸的孔(7)，分别用于与所述踏板的或所述底托架的轴(100)结合，其特征在于：包括加强元件(3)，该加强元件(3)在所述踏板曲柄(2)的所述侧(8)围绕所述孔(7)延伸，并且被约束在所述踏板曲柄(2)上。

2.如权利要求1所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：所述加强元件(3)具有部分(12)，该部分(12)构造成容纳靠在其上的所述轴(100)的邻接部分(103)。

3.如权利要求1或2所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：在所述孔(7)的轴线(X)的方向上，所述加强元件(3)的延伸度(H2)小于所述孔(7)的延伸度(H4)。

4.如权利要求3所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：在所述轴线(X)的方向上，所述加强元件(3)的延伸度(H2)小于所述孔(7)的延伸度(H4)的一半。

5.如权利要求4所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：在所述轴线(X)的方向，所述加强元件(3)的延伸度(H2)小于所述孔(7)的延伸度(H4)的五分之一。

6.如前述任意一项权利要求所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：在所述孔(7)的轴线(X)的方向，所述加强元件(3)的延伸度(H2)包含在所述孔(7)的内螺纹(10)的一倍螺距(P)与两倍螺距(P)之间。

7.如前述任意一项权利要求所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：所述加强元件(3)的弹性模量大于所述踏板曲柄(2)的弹性模量。

8.如前述任意一项权利要求所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：所述加强元件(3)由选自钢、钛合金和铝合金的材料制成。

9.如前述任意一项权利要求所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：所述约束包括胶合(15)。

10.如前述任意一项权利要求所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：所述踏板曲柄(2)包括用于容纳所述加强元件(3)的突出座(45)。

11.如权利要求1-9中任意一项所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：所述踏板曲柄(2)包括用于容纳所述加强元件(3)的凹座(14)。

12.如前述任意一项权利要求所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：所述约束包括敛缝(20)。

13.如权利要求12所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：所述约束包括所述踏板曲柄(2)和/或所述加强元件(3)围绕用于加强元件(3)的座(14，45)的敛缝(20)。

14.如权利要求1-11中任意一项所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：所述踏板曲柄(2)由复合材料制成，并且所述约束通过所述加强元件(3)在所述踏板曲柄(2)中的共同模制实现。

15.如权利要求1-9和12中任意一项所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：所述加强元件(3)被约束在所述踏板曲柄(2)的一侧的外表面上。

16.如权利要求1-14中任意一项所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：所述踏板曲柄(2)和所述加强元件(3)沿着各自的分界面(21，22；23，24；31，32；37，38；39，40；41，42；43，44；46，47；48，49；51，52；53，54；55，56；57，58)相接触，其中所述分界面未完全包含在横向于所述孔(7)的轴线(X)的平面内。

17.如权利要求16所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：所述分界面(21，22；23，24；31，32；37，38；39，40；41，42；43，44；46，47；48，49；53，54；55，56；57，58)关于所述轴线(X)整体倾斜延续。

18.如权利要求17所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：所述分界面(21，22；43，44；48，49；53，54)为圆锥形表面。

19.如权利要求18所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：所述圆锥形分界面(21，22；43，44；48，49；53，54)的母线关于垂直所述轴线(X)的平面倾斜包含在5°与45°之间的角(α)。

20.如权利要求17所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：所述分界面(23，24)为具有带有至少两个拐点的曲线母线的旋转表面。

21.如权利要求17所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：所述分界面(31，32)为具有带有一个拐点的曲线母线的旋转表面。

22.如权利要求17所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：所述分界面(37，38；39，40)为具有圆弧状母线的旋转表面。

23.如权利要求17所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：所述分界面(41，42；46，47)为具有台阶状母线的旋转表面。

24.如权利要求17所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：所述分界面(57，58)为多面的。

25.如权利要求24所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：所述分界面(57，58)为截头棱锥形表面。

26.如权利要求17-25中任意一项所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：所述加强元件(3)的分界面(21；23；31；37；39；41；53；55；57)整体朝着所述踏板曲柄(2)会聚，所述踏板曲柄(2)的分界面(22；24；32；38；40；42；54；56；58)整体朝着所述加强元件(3)发散。

27.如权利要求17-25中任意一项所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：所述加强元件(3)的分界面(43；46；48)整体朝着所述踏板曲柄(2)发散，所述踏板曲柄(2)的分界面(44；47；49)整体朝着所述加强元件(3)会聚。

28.如前述任意一项权利要求所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：所述踏板曲柄(2)与所述加强元件(3)之间的分界面(51，52；53，54；55，56)在绕所述轴线(X)的不同角度位置处具有不同的延伸度。

29.如权利要求28所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：所述踏板曲柄(2)与所述加强元件(3)之间的分界面(51，52；53，54)为关于所述孔(7)偏心的表面。

30.如权利要求29所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：所述分界面(45，46)的轴线(X1)平行于所述轴线(X)，并且与所述轴线(X)确定了平面(ε)，所述平面(ε)相对于所述踏板曲柄(2)的纵向中心线(Y)倾斜包含在30°与70°之间的角(β)。

31.如权利要求28所述的踏板曲柄组件(1)，其特征在于：所述踏板曲柄(2)与所述加强元件(3)之间的分界面(55，56)在绕所述轴线(X)的不同角度位置处具有不同的斜率(α’，α”)。

32.自行车踏板曲柄(2)，所述踏板曲柄(2)具有用于与底托架结合的第一端(4)和用于与踏板连接的第二端(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)延伸的孔(7)，用于分别与所述踏板的或所述底托架的轴(100)结合，其特征在于：在所述侧(8)包括用于围绕所述孔(7)延伸的加强元件(3)的座(14，45)。

33.如权利要求32所述的踏板曲柄，其特征在于：所述座为与所述孔(7)连通的凹座(14)。

34.如权利要求32所述的踏板曲柄，其特征在于：所述座为从所述踏板曲柄(2)突出的座(45)。

35.如权利要求32至34中任意一项所述的踏板曲柄(2)，其特征在于：所述座(14，45)具有平底面。

36.如权利要求32至35中任意一项所述的踏板曲柄(2)，其特征在于：所述座(14，45)具有圆柱形侧壁。

37.如权利要求36所述的踏板曲柄(2)，其特征在于：所述圆柱形侧壁关于所述孔(11)的轴线(X)偏心。

38.加强元件(3)，包括具有偏心孔(11)的扁平的圆形体。

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