CN101362498A - 具有片簧的自行车自动踏板 - Google Patents

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Abstract

踏板包括转动安装到踏板轴上的踏板体(1)。踏板体(1)包括与固定在骑车人的鞋下面的支承板(3)配合的固定的前卡扣元件(4)和可活动的后卡扣元件(6)。该可活动的后卡扣元件(6)装配为可通过后卡扣元件(6)与弹性返回装置(10)的作用反向的旋转，在板(3)的夹持位置与所述板(3)的释放位置之间转动。弹性返回装置(10)由弹性簧片构成，该弹性簧片形成位于踏板体(1)的向后开放的纵向壳体(11)中的弹簧，在后卡扣元件的旋转期间，簧片(10)能够沿该簧片的纵向轴被压弯。

Description

具有片簧的自行车自动踏板
技术领域
本发明涉及一种用于自行车的自动踏板，特别是用于旅行自行车的踏板，使骑车人的鞋与踏板形成非正连接。
背景技术
自动踏板通常包括转动安装到踏板轴上的踏板体，该踏板轴能被连接到曲柄齿轮的曲柄。“自动”的概念与以下事实关联，鞋支撑支承块或板，该支承块或板固定在骑车人的鞋的鞋底下面，并被设计为通过相当简单地拉动该支承板使其紧靠设置在踏板上的卡扣装置来启动无需用手的固定。而且，踏板设有位于所述踏板轴上方的支撑面，支承板支靠在所述支撑面上。
设置在踏板体上的卡扣装置一般包括支承板的固定的前卡扣元件和可活动的后卡扣元件，所述后卡扣元件装配为通过所述后卡扣元件与弹性返回装置的作用反向的旋转，在踏板体上绕平行于踏板轴的旋转轴在接合于前和后卡扣元件之间的所述板的夹持位置与板的释放位置之间转动，所述弹性返回装置的一端连接到后卡扣元件而另一端连接到所述踏板体。
这种具有支承板的快速连接自动踏板是标准的，并且在例如文献EP 0 146 454中描述。
板通过将支承板的前端插入踏板上的前卡扣元件并通过该板向下的旋转运动而自动与踏板接合；这使得后卡扣元件与弹性返回装置的作用反向地转动到外侧，从而使弹性返回装置的自由端插入后卡扣元件。然后，后卡扣元件通过弹性返回装置的作用自动返回到其初始位置。
支承板的脱离，即其从踏板释放，通过板绕在板前端附近的垂直轴的旋转运动实现；这导致后卡扣元件的转动，从而所述后卡扣元件脱离。这些元件之间的相互作用在上述文献中进行了详细描述。而且，在跌倒期间，当骑车人的脚完成所需的动作时，支承板的这种释放还可独立于骑车人的意愿被控制；在这种情况下踏板起安全和保护的作用。
具有很多自动踏板，这些自动踏板的彼此不同之处基本在于：用于将块连接到踏板体的自动夹持装置的实现。它们的共同之处在于：它们包括可活动的后卡扣元件的弹性返回装置，所述弹性返回装置对此元件预加朝向板在踏板体上的夹持位置的应力。
该弹性返回装置的一端因此连接到后卡扣元件，而另一端连接到踏板体。通常，弹性返回装置因此由金属螺旋弹簧构成，该金属螺旋弹簧可通过压缩(如在上述文献EP 0 146 454中那样)或通过扭转(如在公开FR 2 620 410中那样)起作用。
这些金属螺旋弹簧因为其整体尺寸受到限制而往往具有很多缺点，它们的特征在于较大的刚性变化，因此需相当宽的制造容差或者甚至需要用于控制弹簧张力的附加装置。它们本质上对侵蚀和疲劳敏感。
为消除这些缺点而使用弹性弹簧也是已知的，但由于弹性弹簧容易受到温度的影响以及弹性弹簧的蠕变降低了其性能指标并因此限制了其应用可能性的事实，这些弹簧必然伴有其它问题。
发明内容
本发明的目的是通过提供一种踏板的后卡扣元件的弹性返回装置来消除这些缺陷，所述弹性返回装置非常易于生产和安装，同时保持能在绕轴转动时移动的后卡扣元件的传统操作原理。
本发明的目的是一种自行车的自动踏板，所述自动踏板包括转动安装到踏板轴上的踏板体，该踏板轴能被连接到曲柄齿轮的曲柄，所述踏板体包括固定到骑车人的鞋下面的支承板的卡扣装置，所述卡扣装置由固定的前卡扣元件和可活动的后卡扣元件组成，所述后卡扣元件装配为可通过所述后卡扣元件与弹性返回装置的作用反向的旋转，在所述踏板体上绕基本平行于所述踏板轴的旋转轴在接合于所述前和后卡扣元件之间的所述板的夹持位置与所述板的释放位置之间转动，所述弹性返回装置位于踏板体的壳体中，该弹性返回装置的一端连接到所述后卡扣元件而另一端连接到所述踏板体，其特点在于：所述弹性返回装置包括延伸的弹性元件，所述弹性元件在相对于所述踏板体的纵向平面内延伸，以便当后卡扣元件向所述支承板的释放位置转动时，后卡扣元件将所述弹性元件沿该弹性元件的纵向轴压弯。
根据本发明的其它特点：
对所述弹性元件预加应力使该弹性元件弯曲；
所述壳体横向设置在所述踏板体的外侧，并至少朝后面开放；
所述弹性元件的后端自由容纳在设置于所述后卡扣元件下部的后凹口中，并相对于所述后卡扣元件的所述旋转轴偏向底部；
所述后凹口具有圆形底部，所述圆形底部与所述弹性元件的后端形状互补以形成枢轴连接；
所述弹性元件的前端自由容纳在设置于所述壳体中的前凹口中，该凹口具有圆形底部，所述圆形底部与所述弹性元件的前端形状互补以形成枢轴连接；
所述弹性元件是簧片；
所述簧片由复合材料制成；
所述弹性元件的至少后端设有U型配件；
所述后凹口朝向底部地位于所述后卡扣元件的延伸部中；
所述延伸部直接位于所述后凹口下面，该延伸部向前偏斜以延伸其下部；
所述弹性元件延伸超过踏板体长度的至少三分之二；
所述弹性元件被向底部垂直压弯；
所述弹性元件被向顶部垂直压弯；
所述弹性元件被向外侧水平压弯；
所述弹性元件被向内侧水平压弯；
在所述壳体中具有止挡件以将所述弹性元件的弯曲限制于单一方向。
附图说明
参照附图，根据下文的本发明的几个非限定性实施例的描述，本发明的其它特征和优点将变得显而易见，其中：
图1是当弹性元件由于预加应力向上弯曲时，根据本发明的第一实施例的自动踏板的透视图；
图2是图1的踏板的侧视图；
图3是图1的踏板的分解视图；
图4是示出了支承板处于夹持位置的透视图，其中，在该夹持位置，该支承板接合在根据本发明的踏板上的卡扣元件之间；
图5是示出了支承板的侧视图，其中，该支承板处于从踏板上的卡扣元件之间脱离的位置；以及
图6是示出了支承板的透视图，其中，该支承板处于从踏板上的卡扣元件之间脱离的位置；
图7是当弹性元件由于预加应力向下弯曲时，根据本发明的第二实施例的自动踏板的侧视图；
图8是当弹性元件在无预加应力的情况下向下弯曲时，根据本发明的第三实施例的自动踏板的侧视图。
具体实施方式
在附图中，相同部件或等同部件将具有相同的附图标记。
图1至6显示了根据本发明的自动踏板的第一实施例。踏板通常包括转动安装在踏板轴2上的踏板体1，该踏板轴2设计为被连接到自行车曲柄齿轮的曲柄(未示出)。
踏板体1设有与图4至图6中所示的支承块或板3卡扣的装置。该支承板3固定在骑车人的鞋的鞋底(未示出)下面。
卡扣装置由固定的前卡扣元件和可活动的后卡扣元件6组成，该固定的前卡扣元件能与设置在支承板3前面的凸缘形式的凸连接元件5配合，该可活动的后卡扣元件6能与设置在支承板后面的凹进形式的凹连接元件7配合(参见图4)。
此外，踏板设有位于踏板轴2之上的支撑面8，支承板3靠在该支撑面8上。
后卡扣元件6具有杠杆的形式，该后卡扣元件6装配为在踏板体1上绕基本平行于踏板轴2的旋转轴9在图4中所示的夹持位置与图5和图6中所示的释放位置之间转动，在所述夹持位置，支承板3接合在前和后卡扣元件4、6之间，在所述释放位置，例如在跌倒期间，支承板3通常转动到外侧或者甚至到内侧，如为更好地显示本发明的细节所在图6中示出的。
后卡扣元件6与弹性返回装置的作用反向地从夹持位置到支承板3的释放位置向后转动，所述返回装置的的一端连接到后卡扣元件6，而另一端连接到踏板体1。
根据本发明，该弹性返回元件包括伸展的弹性元件10，所述弹性元件10相对于踏板体1在纵向平面内延伸，以便当后卡扣元件6向支承板3的释放位置转动时，后卡扣元件6将弹性元件10沿该弹性元件10的纵向轴压弯。
该延伸的弹性元件10可相当容易地由具有期望弹性的金属线构成，但该弹性元件10优选由如图中所示的弹性簧片构成。当簧片10位于设置在踏板体1中的纵向壳体11中时，簧片10延伸超过踏板长度的至少三分之二。该壳体11至少朝后面开放，以使簧片10的一端连接到后卡扣元件6。
在图中所示的实施例中，该壳体11横向设置在踏板体1外侧，而且朝底部以及在侧面上开放。当然，壳体11可朝底部以及在侧面上封闭，以仅保持朝后的一个开口。
在图1至6中所示的实施例中，壳体11的上部适于使簧片10沿该簧片的纵向轴被向顶部垂直压弯。弯曲方向通过某些附图中的箭头所示。
根据本发明的另一特征，对簧片10预加应力使该簧片10弯曲，以便于通过抑制使簧片从直延伸到弯曲延伸所必需的峰值力来开始对簧片10加载。
有利地，簧片10的后端自由容纳在设置在后卡扣元件6下部的延伸的后凹口12中，并相对于后卡扣元件6的旋转轴9偏向底部。所示实施例中的该后凹口朝向底部地位于后卡扣元件6的延伸部13中。直接位于所述后凹口12下面的该延伸部向前偏斜，以当该延伸部为簧片末端形成朝向底部的止挡件以防止簧片末端滑出凹口时，延伸所述该延伸部的下部。
簧片10的前端能连接并装在壳体11的垂直壁中，但优选地，该前端同样自由地保持在延伸的前凹口14中，以避免可由例如注塑制成的踏板体的外壳周围的较大应力。
后凹口12和前凹口14有利地具有圆形底部，该圆形底部的形状与簧片末端的形状互补以形成枢轴连接。在所示的具有簧片形式的弹性元件的说明性示例中，该底部是圆柱形的，而如果使用金属线代替簧片，则该底部可以是球形的。
簧片10可有利地由复合材料，例如碳纤维制成，并且通过选择层的组成能够获得期望的簧片弯曲刚性值。
其中，由复合材料制成的簧片的优点是极好的抗蚀性，以及在簧片尺寸适当的条件下极大的抗疲劳性。
然而，由复合材料制成的簧片一般通过叠置加强层的组合实现，所述叠置加强层通过更小抗性的树脂层隔离，在与承受高压的末端接触的层的长时间或至少过早的磨损之后，存在着在末端上分层的风险。
为减缓由摩擦和碰撞产生的该磨损，簧片10的每个末端有利地通过例如金属的相对坚硬材料的U型配件15保护。
图7示出了本发明的第二实施例，该第二实施例与第一实施例的区别在于簧片10向底部垂直弯曲地安装的事实。簧片10在此方向上的预加应力地安装。
图8示出了本发明的第三实施例，在该第三实施例中，簧片10同样向底部垂直弯曲地安装，但是没有预加应力。
最后，图8显示了止挡件16的存在，该止挡件16置于簧片10上，以将簧片10的弯曲限制于单一方向，即向底部。在所示的实例中，该止挡件具有伸入壳体11中的圆柱销的形式，并且如果必要的话，该止挡件的高度能被调节以获得簧片的预应力。
当然，本发明并不限于所描述的和附图中所示的实施例，因此在不偏离本发明的范围的情况下，可以设想许多变形。例如安装弹性元件10使其被向内或向外水平压弯也是可能的。
此外，即使将纵向壳体11设置在外侧上是优选的，但是将它居中置于踏板体1中是同样可能的，但在此情况下，必须将簧片移向底部，从而以一定的距离将它置于踏板轴之下。显然，在这种情况下，有利地是簧片向底部弯曲地安装在踏板轴之下。如果要使用置于踏板体内侧的第二壳体中的第二弹性簧片也是相同的。

Claims (17)

1.自行车的自动踏板，包括转动安装到踏板轴(2)上的踏板体(1)，所述踏板轴(2)能被连接到曲柄齿轮的曲柄，所述踏板体(1)包括固定到骑车人的鞋下面的支承板(3)的卡扣装置(4，6)，所述卡扣装置由固定的前卡扣元件(4)和可活动的后卡扣元件(6)组成，所述后卡扣元件(6)装配为能够通过所述后卡扣元件(6)与弹性返回装置(10)的作用反向的旋转而在所述踏板体(1)上绕基本平行于所述踏板轴(2)的旋转轴(9)在接合于所述前和后卡扣元件(4，6)之间的所述板(3)的夹持位置与所述板(3)的释放位置之间转动，所述弹性返回装置(10)位于踏板体(2)的壳体(11)中，该弹性返回装置的一端连接到所述后卡扣元件(6)，而另一端连接到所述踏板体(1)，其特征在于：所述弹性返回装置包括延伸的弹性元件(10)，所述弹性元件在相对于所述踏板体(1)的纵向平面内延伸，以便当后卡扣元件(6)向所述支承板的释放位置转动时，后卡扣元件(6)将所述弹性元件沿其纵向轴压弯。
2.根据权利要求1所述的自动踏板，其中，对所述弹性元件(10)预加应力使该弹性元件(10)弯曲。
3.根据权利要求1或2所述的自动踏板，其中，所述弹性元件(10)是簧片。
4.根据权利要求3所述的自动踏板，其中，所述簧片(10)由复合材料制成。
5.根据前述权利要求的任一项所述的自动踏板，其中，所述壳体(11)从所述踏板体(1)的外侧横向设置，并至少朝后面开放。
6.根据前述权利要求的任一项所述的自动踏板，其中，所述弹性元件(10)的后端自由容纳在设置于所述后卡扣元件(6)下部的后凹口(12)中，并相对于所述后卡扣元件(6)的所述旋转轴(9)偏向底部。
7.根据权利要求6所述的自动踏板，其中，所述后凹口(12)具有圆形底部，所述圆形底部与所述弹性元件(10)的后端形状互补以形成枢轴连接。
8.根据权利要求7所述的自动踏板，其中，所述弹性元件(10)的前端自由容纳在设置于所述壳体(11)中的前凹口(14)中，该凹口具有圆形底部，所述圆形底部与所述弹性元件(10)的前端形状互补以形成枢轴连接。
9.根据权利要求6到8的任一项所述的自动踏板，其中，所述弹性元件(10)的至少后端设有U型配件(15)。
10.根据权利要求6到9的任一项所述的自动踏板，其中，所述后凹口(12)朝向底部地位于所述后卡扣元件(6)的延伸部(13)中。
11.根据权利要求10所述的自动踏板，其中，所述延伸部(13)直接位于所述后凹口(12)下面，该延伸部向前偏斜以延伸其下部。
12.根据前述权利要求的任一项所述的自动踏板，其中，所述弹性元件(10)延伸超过踏板体(1)长度的至少三分之二。
13.根据前述权利要求的任一项所述的自动踏板，其中，所述弹性元件(10)被向底部垂直压弯。
14.根据权利要求1到12的任一项所述的自动踏板，其中，所述弹性元件(10)被向顶部垂直压弯。
15.根据权利要求1到12的任一项所述的自动踏板，其中，所述弹性元件(10)被向外侧水平压弯。
16.根据权利要求1到12的任一项所述的自动踏板，其中，所述弹性元件(10)被向内侧水平压弯。
17.根据前述权利要求的任一项所述的自动踏板，其中，在所述壳体中具有止挡件以将所述弹性元件(10)的弯曲限制于单一方向。
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