CN101076473A - 自行车刹车器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自行车刹车器(1)，包括：(i)第一杠杆(2)，该第一杠杆具有用来连接至刹车线缆(B)的内线缆(C)的启动臂和用来支承刹车垫(P)的刹车臂；及(ii)第二杠杆(3)，第二杠杆具有用来连接至刹车线缆(B)的护套(S)的启动臂和用来支承刹车垫(P)的刹车臂，其特征在于，第一杠杆(2)的启动臂包括两个并排分支，即相对于刹车线缆(B)的远侧分支和近侧分支。

Description

自行车刹车器
技术领域
本发明涉及一种自行车刹车器，该自行车刹车器安装在位于后轮的自行车框架上或位于前轮的叉架上，并且包括支承相应的刹车垫的两个杠杆，响应于通常布置在把手的末端的控制杠杆的启动，并通过铠装线缆(波顿钢绳)，所述两个杠杆摆动，从而将刹车垫夹紧于自行车轮的一个轮的边缘附近，以使该车轮停止。
背景技术
例如从US 2004/0074704 A1可知刹车器，其中通过铠装线缆直接启动杠杆，而其它杠杆由凸轮启动，该凸轮在由铠装线缆直接启动的杠杆上枢转。
然而，本发明涉及一种自行车刹车器，其包括第一摇动杠杆和第二摆动杠杆，该第一摆动杠杆具有连接至铠装刹车线缆的内线缆的启动臂，该第二摇动杠杆具有连接至刹车线缆的护套的启动臂。
已知两种上述类型的刹车器：在单枢轴类型中，二根杠杆皆绕单根中央枢轴枢转，该单根中央枢轴也用作与自行车框架或叉架的连接装置；在双枢轴类型中，二根杠杆中的一根(通常是第二杠杆)绕中央枢轴枢转，该中央枢轴也用作与自行车的连接装置，而另一杠杆(通常是第一杠杆)绕固定于中央枢轴的支承体上的第二枢轴枢转。
在两种情形中，在第二杠杆中，用于连接至线缆护套并因而连接到启动臂的区域，相对于车轮且因而相对于中央枢轴，与用来支撑刹车垫的区域并因而与刹车臂位于相同侧上，而在第一杠杆中，启动臂相对于车轮位于刹车臂的相反侧上。
因此，第二杠杆大致上为V形，其中在启动臂和刹车臂之间形成一角度，该角度背离车轮，如US 6,412,605 B2中所示，可设置在所述两个臂间延伸的强化梁，如EP 0 965 518 A1中所示。
相反地，第一杠杆具有轻微弯曲的外形，其中启动臂和刹车臂之间形成面向车轮的钝角，且没有类似的强化梁，该强化梁将占用刹车垫之间的用于容纳车轮的空间。
发明内容
本发明的目的在于改进自行车刹车器中的应力分布。
本发明涉及一种自行车刹车器，包括：(i)第一杠杆，所述第一杠杆具有用来连接至刹车线缆的内线缆的启动臂及用来支承刹车垫的刹车臂；及(ii)第二杠杆，所述第二杠杆具有用来连接至刹车线缆的护套的启动臂及用来支承刹车垫的刹车臂，其特征在于，第一杠杆的启动臂包括两个并排分支，即相对于刹车线缆的远侧分支和近侧分支。
本申请人已经确定地认识到，在已知刹车器中，当由单分支组成的第一杠杆的启动臂的连接至控制线缆的内线缆的末端在该处受拉动且将刹车垫压在轮缘上时，所述第一杠杆的启动臂会受到显著的弯曲应力。通过用两个并排分支取代单分支，在刹车过程中，相对于牵引线缆的远侧分支改为大致上仅受到拉应力，且相对于牵引线缆的近侧分支大致上仅受到压应力。因为通常用于制造刹车器杠杆的材料的抗压强度和抗拉强度远高于抗弯强度，因而得到一种更坚固的刹车器，因为第一杠杆的启动臂的较小的总横截面即可满足需要，因而该刹车器也可以在重量上较轻。
在较佳的情形中，两个分支在用来连接至刹车线缆的内线缆的区域处合并。
以这样的方式，限定了具有相对较大横截面的启动臂区域，这被证明对于连接刹车线缆的内线缆的末端是有用的。
相似地，所述两个分支可在第一杠杆的枢转区域处合并。
此外，相似地，第一杠杆的刹车臂的邻近第一杠杆的枢转区域的一部分可包括两个并排分支，即相对于刹车线缆的远侧分支和近侧分支，在刹车过程中，所述远侧分支和近侧分支也分别大致上仅受到拉应力及压应力，而非垂直于第一杠杆本身的枢轴的平面里的弯曲应力，但若采用单分支则会受到该弯曲应力。
在较佳的情形中，第一杠杆的刹车臂的邻近用来支承刹车垫的区域的区域包括单分支。
通过使这个区域具有单分支，可以使其具有够大的横截面面积，且仍使第一杠杆占据的总空间保持较小，以便也承受在刹车过程中由旋转的车轮拖曳刹车垫而产生的弯曲应力，该应力位于和第一杠杆的枢轴平行的平面中。
在较有利的情形中，第二杠杆包括强化梁，该强化梁在启动臂和刹车臂之间延伸。
根据本身也有利的一个方面，强化梁和启动臂在用来连接至刹车线缆的护套的区域和启动臂的中间点之间合并。
以这样的方式，强化梁更有效地支承平行于第二杠杆的枢轴的平面中的弯曲应力，该应力通过在刹车过程中由旋转的车轮拖曳刹车垫而引起。
在一个具体实施例中，该中间点和第二杠杆的枢转区域的距离小于该中间点和用于连接至刹车线缆的护套的区域的距离。
以这样的方式，强化梁更加有效率。
优选地，在所述具体实施例中，强化梁在垂直于中央枢轴的平面中具有从刹车臂至启动臂的弯曲样式。
在一个具体实施例中，第一杠杆及第二杠杆绕单个中央枢轴枢转，该中央枢轴被设置用来连接至自行车框架或叉架，换句话说，该刹车器为单枢轴类型。
在另一具体实施例中，所述杠杆中的一根杠杆(通常是第二杠杆)绕着布置为用来连接到自行车的中央枢轴枢转，而另一杠杆(通常是第一杠杆)绕着固定至中央枢轴的支承体上的第二枢轴枢转，换句话说，该刹车器为双枢轴类型。
为了保持刹车器重量轻，且仍然保留适当的机械强度特征，根据本发明的本身上也有利的一个方面，支承体在用于容纳中央枢轴的孔和用于容纳第二枢轴的孔之间具有孔洞。
附图说明
从结合附图的一些优选具体实施例的描述，本发明的另外特征和优点将变得更清楚，其中：
图1示出根据本发明的单枢轴刹车器的透视图；
图2示出图1的刹车器的第一杠杆的正视图；
图3示出图1的刹车器的第二杠杆的正视图；
图4示出图3的第二杠杆的替代具体实施例的正视图；
图5示出根据本发明的双枢轴刹车器的透视图；
图6示出图5的刹车器的第一杠杆的正视图；
图7示出图5的刹车器的第二杠杆的正视图；以及
图8示出图5的刹车器的支承体的正视图。
具体实施方式
参照图1，根据本发明具体实施例的单枢轴型自行车刹车器1包括第一杠杆2及第二杠杆3，二者都绕着共同中央枢轴4枢转。
中央枢轴4除了用于使杠杆2、3枢转之外，也用于连接至位于后轮或前叉架的自行车框架。
如图2中更好地示出的那样，第一杠杆2具有：启动臂5，该启动臂5从用于联接至枢轴4的启动臂5的枢转区域6延伸至启动臂5的区域7，该区域7用于以一种本身已知的方式连接至刹车线缆B的内线缆C；以及刹车臂8，该刹车臂8从枢转区域6延伸至用于支承刹车垫P的区域9。
在一种传统形式中，刹车线缆B是一种大致上不可延伸的波顿钢绳，其中该内线缆C装在护套S里。
如图3中更好地示出的那样，第二杠杆3相似地具有：启动臂10，该启动臂10从其用于连接至枢轴4的枢转区域11延伸至其区域12，该区域12用于以一种本身已知的方式连接至刹车线缆B的护套S；以及刹车臂13，该刹车臂13从枢转区域11延伸至用于支承另一刹车垫P的区域14。
强化梁15在第二杠杆3的两个启动臂10及刹车臂13之间延伸。
响应于看不到的且通常配置于把手的末端的控制杠杆的启动，刹车线缆B的拉动导致两个启动臂5、10彼此接近，因而使得杠杆2、3围绕中央枢轴4摆动，以便让刹车垫P夹紧在自行车轮中的一个轮的边缘附近，以使该轮停止。
为此目的，二根杠杆2、3的刹车臂8、13是曲线形的或弯曲的，使得用于支承刹车垫P的区域9、14大致上面向彼此地延伸。
当停止启动控制杠杆时，例如具有一圈或多圈的钢丝弹簧的回复装置使该二根杠杆2、3向着静止位置返回，其中垫P彼此间隔开且因而不会和轮缘接触。
因为刹车线缆B相对于中央枢轴4在一侧上延伸(图1的左方)，在第一杠杆2中，启动臂5相对于中央枢轴4位于刹车臂8的相反侧上，且其臂5、8在它们之间形成面向车轮的钝角。
另一方面，在第二杠杆3中，启动臂10和刹车臂13相对于车轮且因而相对于中央枢轴4位于同侧上。因此，第二杠杆3的启动臂10及刹车臂13在它们之间形成背离车轮的角度。
如图2中更好地示出的那样，第一杠杆2的启动臂5包括两个并排分支，即远侧分支5a及近侧分支5b，其中词语远侧及近侧是相对于刹车线缆B的位置而使用的，在图示的刹车器取向中，刹车线缆B配置于连接区域7、12的上方。两个分支5a、5b在区域7和第一杠杆2的枢转区域6处合并，该区域7用于连接至刹车线缆B的内线缆C。
在刹车器1的启动过程中，当刹车线缆B的内线缆C将第一杠杆2的连接区域7拉向杠杆3(相对于图向上)且将刹车垫P压向轮缘时，远侧分支5a(图中最下方)受到弯曲应力，而近侧分支5b(图中最上方)受到压应力。而两个分支5a、5b中的弯曲应力完全可忽略，其优点在于抗弯强度通常远低于抗拉强度及抗压强度。应注意，若提供单分支启动臂5来取代两个远侧及近侧分支5a、5b，则在和中央枢轴4正交的平面中会受到显著的弯曲应力。
此外，仅需设计单分支5a、5b的横截面面积大小，以分别承受所述拉应力及压应力。由此可断定，作为整体的启动臂5的横截面面积小于如果提供单分支启动臂5取代两个远侧及近侧分支5a、5b时所必需的横截面面积。因此，相对于根据现有技术的刹车器构造，作为整体的所述刹车器1更轻。
通过两个分支在连接区域7及枢转区域6处的合并，所述区域具有相对较大的横截面，并适用于在该处实施用于连接至刹车线缆B的内线缆C的末端以及分别连接至中央枢轴4的装置。
在邻近枢转区域6的一部分中，第一杠杆2的刹车臂8也包括并排布置的远侧分支8a及近侧分支8b，其中词语远侧和近侧同样是参照刹车器1的已安装的结构中的刹车线缆B而使用的。
在刹车器1的启动过程中，第一杠杆的刹车臂8受到轮缘施加在刹车垫P上且因而施加在支承区域9上的反作用力(在图中朝向右方)。通过所述的具有两个分支8a、8b的结构，实现远侧分支8a(图中最下方)受到拉应力，而近侧分支8b(图中最上方)受到压应力。相反地，两个分支8a、8b中的弯曲应力完全可忽略，其具有针对在启动臂5中提供两个分支5a、5b所述的类似优点。
相反地，在刹车臂8的剩余部分中包括单分支8c，单分支8c亦适用于承受平行于枢轴4(垂直于绘图纸)的平面中的弯曲应力，该弯曲应力由被旋转的车轮拖曳的刹车垫P引起。
如前所述，第二杠杆3包括强化梁15，该强化梁15在启动臂10及刹车臂13之间延伸。
如图3中更好地示出的那样，强化梁15在用于连接至刹车线缆B的护套S的区域12和启动臂10的中间的近似中点之间与启动臂10合并。
通过使强化梁15不延伸到用于连接至刹车线缆B的护套S的区域12，而是延伸至启动臂10的中间点，实现使强化梁更接近第二杠杆2的枢转区域11。因此，强化梁15更有效地承受平行于枢轴4(垂直于绘图纸)的平面中的弯曲应力，该弯曲应力由被旋转的车轮拖曳的刹车垫P引起。
在第4图所示的第二杠杆的替代性具体实施例中，其中运用了以一撇号标示的相似的参考标记，强化梁15′在垂直于中央枢轴的平面(绘图纸的平面)中具有从刹车臂14′至启动臂10′的弯曲样式，且在一中间点上和启动臂10′合并，该中间点和第二杠杆3′的枢转区域11′的距离小于该中间点和区域12’的距离，该区域12’用于连接至刹车线缆B的护套S。
强化梁15′更有效地承受平行于枢轴4(垂直于绘图纸)的平面中的弯曲应力，该弯曲应力由被旋转的车轮拖曳的刹车垫P引起。
根据本发明另一具体实施例，在图5中示出双枢轴类型的自行车刹车器21，其中类似上述刹车器1的部分以增加20的类似附图标记表示。
刹车器21和刹车器1不同之处在于，第二杠杆23绕着中央枢轴24枢转，该中央枢轴24也用于将刹车器21连接至自行车，而第一杠杆22绕固定于中央枢轴的支承体41上的第二枢轴40枢转。
如图6中更好地示出的那样，除了枢转区域26的位置不同之外，第一杠杆22不同于图2的第一杠杆2的不同之处在于，整个刹车臂28为单分支。在例如刹车器21的双枢轴刹车器中，启动臂25及刹车臂28的长度大约处于1.5∶1的比例，相比之下，在例如刹车器1的单型刹车器里，该比例约为1∶1。因此，与刹车器1的臂8相比，在刹车力相等的情形下，刹车器21的刹车臂28承受较大的每单位长度应力。因此，适当的是，整个刹车臂28包括单分支，该单分支也适用于承受平行于枢轴26(垂直于绘图纸)的平面中的弯曲应力，该弯曲应力由被旋转的车轮拖曳的刹车垫P引起。
如图7中更好地示出的那样，双枢轴刹车器21的第二杠杆23和单枢轴刹车器1的第二杠杆3的差异在于，其具有凸耳36，该凸耳从相对于启动臂30及刹车臂33的相反侧上的枢转区域31延伸，并与第一杠杆22上的适当装置配合，以平衡由第一杠杆22的启动臂25和刹车臂28的不同长度所引起的不同力。
当然，在此种情形中，也可将强化梁35的外形设计成如图4所示。
如图8所示，支承体41在用于容纳中央枢轴24的孔43和用于容纳第二枢轴40的孔44之间有孔洞42。这种孔洞42允许刹车器21的重量保持较低，且仍保留适当的机械强度特征。
当然，在上述刹车器1、21中，两个杠杆2、3或3′、22、23沿着中央枢轴4、24的轴线的相对位置可以颠倒。
本领域技术人员将理解到，不管第一杠杆2、22的启动臂5，25的和两个并排分支5a、5b、25a、25b相应的结构如何，第一杠杆2的刹车臂8的和两个并排分支8a、8b相应的一部分的结构也可以是有利的。
而且，不管第一杠杆2、22的启动臂5、25的和两个并排分支5a、5b、25a、25b相应的结构如何，示出和描述的第二杠杆3、3′、23的各种结构可以是有利的。

Claims (12)

1.一种自行车刹车器(1，21)，包括：(i)第一杠杆(2，22)，所述第一杠杆具有用来连接至刹车线缆(B)的内线缆(C)的启动臂(5，25)及用来支承刹车垫(P)的刹车臂(8，28)；及(ii)第二杠杆(3，3′，23)，所述第二杠杆具有用来连接至刹车线缆(B)的护套(S)的启动臂(10，30)和用来支承刹车垫(P)的刹车臂(13，33)，其特征在于，该第一杠杆(2，22)的启动臂(5，25)包括两个并排分支(5a，5b，25a，25b)，即相对于刹车线缆(B)的远侧分支和近侧分支。
2.如权利要求1所述的刹车器(1，21)，其特征在于，两个分支(5a，5b，25a，25b)在用于连接至所述刹车线缆(B)的所述内线缆(C)的区域(7，27)处合并。
3.如权利要求1或2所述的刹车器(1，21)，其特征在于，两个分支(5a，5b，25a，25b)在所述第一杠杆(2，22)的枢转区域(6，26)处合并。
4.如前述权利要求中任一项所述的刹车器(1)，其特征在于，第一杠杆(2)的刹车臂(8)的邻近第一杠杆(2)的枢转区域(6)的一部分包括两个并排分支(8a，8b)，即相对于刹车线缆(B)的远侧分支和近侧分支。
5.如前述权利要求中任一项所述的刹车器(1)，其特征在于，第一杠杆(2)的刹车臂(8)的邻近用于支承刹车垫(P)的区域(9)的区域包括单个分支(8c)。
6.如前述权利要求中任一项所述的刹车器(1，21)，其特征在于，该第二杠杆(3，3′，23)包括强化梁(15，15′，35)，该强化梁在所述启动臂(10，10′，30)和所述刹车臂(13，13′，33)之间延伸。
7.如权利要求6所述的刹车器(1，21)，其特征在于，该强化梁(15，15′，35)和启动臂(10，10′，30)在用于连接至所述刹车线缆(B)的护套(S)的区域(12，12′，32)和所述启动臂(10，10′，30)的中间点之间合并。
8.如权利要求7所述的刹车器(1，21)，其特征在于，该中间点与所述第二杠杆(3，3′，23)的枢转区域(11，11′，31)的距离小于该中间点与用于连接至所述刹车线缆(B)的所述护套(S)的区域(12，12′，32)的距离。
9.如权利要求8所述的刹车器(1，21)，其特征在于，该强化梁(15′)在垂直于所述中央枢轴(4，24)的平面中具有从所述刹车臂(13′)至所述启动臂(10′)的弯曲样式。
10.如前述权利要求中任一项所述的刹车器(1)，其特征在于，该第一杠杆(2)及该第二杠杆(3，3′)绕被设置为用来连接至自行车框架或叉架的单个中央枢轴(4)枢转。
11.如前述权利要求中任一项所述的刹车器(21)，其特征在于，所述杠杆中的一根杠杆(23)绕被设置为用来连接至自行车的中央枢轴(24)枢转，而所述杠杆中的另一根杠杆(22)绕固定到所述中央枢轴(24)的支承体(41)上的第二枢轴(40)枢转。
12.如权利要求11所述的刹车器(21)，其特征在于，该支承体(41)在用于容纳所述中央枢轴(24)的孔(43)和用于容纳所述第二枢轴(40)的孔(44)之间具有孔洞(42)。
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