CN102458971A - 包括至少两个车轮的具有悬挂车架并配备有载架组件的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括两个车轮的车辆，上述车辆具有悬挂车架，具有特别用作行李架或儿童载架的载架组件。上述车辆包括：前车架(1)；支撑后驱动车轮的后摆动组件(3)，后摆动组件(3)通过减振器系统(4)连接至车架，并绕第一枢转点(5)铰接至该车架；以及载架组件(6)，其包括载架构件(7)和支撑构件(8)，载架构件(7)具有前端部(7a)和后端部(7b)，支撑构件(8)具有上端部(8a)和下端部(8b)。载架构件的前端部连接至车架，而其后端部连接至绕第二枢转点(9)铰接的支撑构件的上端部。支撑构件的下端部连接至绕第三枢转点(10)铰接的摆动组件。当减振器系统压缩时，支撑构件从第三枢转点位于延伸通过其他两个枢转点的轴线(A)的一侧上的位置移动到所述第三枢转点位于所述轴线的另一侧上的位置中，以使三个枢转点在减振器系统的至少一个压缩阶段期间大体对齐。

Description

包括至少两个车轮的具有悬挂车架并配备有载架组件的车辆

本发明涉及一种具有至少两个车轮的车辆，例如自行车，譬如山地车型的自行车。更确切地说，本发明涉及这样一种车辆，其具有悬挂车架并配备有载架组件，特别地，所述载架组件设计为执行行李架功能或儿童座椅载架功能。

“具有悬挂车架的自行车”是具有由前部或前车架和后部或“能摆动后组件”所组成的车架的车辆，前部或前车架特别地用来支撑前轮，后部或“能摆动后组件”与前部不同，其支撑后轮并以悬挂的方式连接至前车架。

相反，不配备悬挂车架的自行车配备有刚性车架，其中，在支撑后车轮的后部与支撑前车轮的前部之间无运动自由度。

已知各种自行车安装式载架系统。常规的行李架或儿童座椅系统通常不太适于具有悬挂车架的自行车。

规定限制禁止车座与儿童之间的相对运动，并出于安全的原因要求在车座与儿童身体之间保持最小距离。

当设计具有刚性车架的自行车时，容易满足这种规定限制。

因此，作为示例，可以使用中间板，上述中间板紧固到行李载架上并在儿童座椅下面，所述中间板也固定到车架。正确紧固并具有合适尺寸的这种板可以保持车座与儿童身体之间的规定距离。此外，车架的刚性和各元件(行李载架、板、儿童座椅、以及车架)之间的紧固刚性阻止了车座与儿童之间的任何相对运动。

在具有悬挂车架的自行车的情况中，必需考虑到特别用来支撑车座的车架前部与特别用来支撑儿童的车架后部之间缺乏刚性。

已知的解决方案是行李架的载架元件连接至车座管并被前车架的车架构件中的一个直接支撑。因此，行李载架直接与自行车的车架成一体，组成前车架的车架构件之一的延伸部。例如，这应用到文献WO 00/43258中所描述的解决方案。

行李架与前车架之间的直接连接，而不连接至能摆动后组件，使得可以特别用来避免行李架与车座之间的相对运动。

但是，这种解决方案增加了自行车的重量及其制造成本。

还已知如在文献EP 1 069 034和DE 200 15 126 U中所描述的解决方案。

在这些文献中描述的每种自行车都具有悬挂车架和载架组件。载架组件经由其前部在车座管处连接至车架的前车架，并经由其后端部通过连接支杆铰接到车架的能摆动后组件。

但是，这些解决方案不能保证设计为接收行李物品或儿童座椅的载架组件的载架元件不竖向晃动、或仅在非常小的范围内竖向晃动。不幸的是，当行李物品是易碎物品时，自行车在使用中时载架元件的竖向运动能够导致损坏所支撑的行李物品。此外，当儿童要坐在儿童座椅中时，这种竖向运动引起不适，这种不适限制潜在的行车时间。

因此，本发明的目的是提供解决上述问题和其他问题的方案。

为此，本发明提供一种具有至少两个车轮的车辆，特别是自行车，所述车辆具有前车架和能摆动后组件。

能摆动后组件支撑驱动后轮。能摆动后组件经由减振器系统固定到前车架，并且还绕第一枢转点铰接到所述前车架。

所述车辆还具有载架组件，所述载架组件包括载架元件和支撑元件。

所述载架元件具有前端部和后端部，并且所述支撑元件具有上端部和下端部。

载架元件的前端部连接至前车架，而其后端部绕第二枢转点铰接到支撑元件的上端部。此外，支撑元件的下端部绕第三枢转点铰接到能摆动后组件。

以特有的方式，载架组件和能摆动后组件设置为，使得在减振器系统的压缩过程中，支撑元件从第三枢转点位于通过第一和第二枢转点的轴线的第一侧上的位置移到所述第三枢转点位于通过所述第一和第二枢转点的轴线的第二侧上的位置，以使所述第一、第二和第三枢转点在减振器系统的至少一个压缩阶段大体对齐。

因此，通过确保第一、第二和第三枢转点在减振器系统的至少一个压缩阶段对齐，确保至少在该压缩阶段并且在该压缩阶段附近的压缩范围内，第二枢转点经受非常小的竖向运动或不经受竖向运动。因此，在该压缩范围内，载架组件的载架元件经受非常小的竖向运动或不经受竖向运动，由此使行李载架更安全，并使儿童支座更舒适。

下面呈现几种变型，并且它们可考虑单独实施或与一个或多个其他变型结合实施。

第一、第二和第三枢转点在减振器系统的至少一个压缩阶段大体对齐，所述至少一个压缩阶段位于减振器系统的压缩的最大冲程的50％至其最大冲程的70％的范围内、和/或在其工作冲程的40％至其工作冲程的60％的范围内。

减振器系统的“最大冲程”对应减振器在空载时、即在车辆上没有任何负载并因此系统没有任何压缩时的静止位置与系统的最大压缩位置之间的冲程。

减振器系统的“工作冲程”对应减振器系统在加载时、即在车辆上有一定负载并因此系统开始压缩时的静止位置与系统的最大压缩位置之间的冲程。

短语“车辆上的负载”是指由使用车辆的骑车者、加上诸如行李物品或儿童等承载在载架组件上的任何负载所组成的总负载。

前车架包括车座管，并且载架元件的前端部在所述车座管处连接至车架。

载架元件的前端部绕第四枢转点铰接到前车架。

能摆动后组件包括上部撑件，并且支撑元件的下端部在所述上部撑件处连接至能摆动后组件。

减振器系统具有连接至前车架的前端部和连接至能摆动后组件的后端部。

减振器系统的前端部与前车架之间的连接是铰接连接，优选在车座管处的铰接连接。

减振器系统的后端部与能摆动后组件之间的连接是铰接连接，优选在上部撑件的前端部处的铰接连接。

在减振器系统的压缩过程中，第二枢转点相对于其在所述减振器系统静止时的位置沿竖向移动0.5毫米(mm)的最大距离。

该移动是在空载时、即在车辆上没有任何负载、和/或具有一定负载时测量的，所述一定负载对应于骑车者的重量、加上诸如行李物品或儿童等承载在载架组件上的任何负载的总重量。

在研读通过非限制性示例给出并参照附图的优选不同实施方式的以下说明时，本发明的其他特点和优点将更清楚并完全地显现，其中：

图1A、1B、1C分别是示出在减振器系统的0％、50％和100％压缩时的车辆的第一示例的运动的图；

图2是示出在重叠的减振器系统的0％、50％和100％压缩时的三种相应构造情况下，本发明车辆的第一示例的运动的图；

图3是示出本发明车辆的第二示例的运动的图；以及

图4是示出本发明车辆的第三示例的运动的图。

图1A、1B、1C是示出第一实施方式中本发明车辆的运动的图，其中本发明的车辆例如是自行车类型。

在这种实施方式中，悬挂车架包括前部1或前车架1，其中，仅示出所述前车架的大体竖向的元件11，该元件对应车座管11。该前车架设计为特别用来支撑自行车的前轮。

在这种实施方式中，前车架1支撑曲柄组件2。

所述悬挂车架还包括设计为支撑驱动后轮的能摆动后组件3。

该能摆动后组件3首先经由减振器系统4、其次经由第一枢转点5连接至前车架1。

在这种实施方式中，能摆动后组件3包括上部撑件13，上部撑件13在其后端部13b处从后轮轴延伸至在其前端部13a处的连接点，在所述连接点处，上部撑件13连接至减振器系统4。

能摆动后组件3还包括车架构件15，车架构件15从上部撑件13的前端部13a延伸至第一枢转点5。

在这种实施方式中，第一枢转点5位于曲柄组件2处，曲柄组件2在车座管11的底部处由前车架1支撑。

最后，能摆动后组件3包括基部元件14，基部元件14在上部撑件13的后端部13b与第一枢转点5之间从其后端部14b延伸至其前端部14a。

减振器系统4具有铰接到上部撑件13的前端部13的后端部4b、以及在车座管11处铰接到前车架1的前端部4a。

此外，自行车设置有载架组件6，载架组件6包括载架元件7和支撑元件8。

载架元件7设计为承收负载，如行李物品或儿童座椅。当负载由儿童座椅构成时，载架元件7可以是儿童座椅的一体部分。换句话说，那么儿童座椅中的一个元件直接组装到车辆，以构成载架元件7。

载架元件7大体水平地从其后端部7b延伸至其前端部7a，载架元件7在前端部7a处铰接到前车架1，优选地通过在位于车座管11处的第四枢转点12处铰接到前车架1。

支撑元件8在载架元件7的后端部7b与能摆动后组件3之间从其上端部8a延伸至其下端部8b。

载架元件7的后端部7b与支撑元件8的上端部8a之间的连接是在第二枢转点9处的铰接连接。

支撑元件8的下端部8b与能摆动后组件3之间的连接是在第三枢转点10处的铰接连接。

支撑元件8经由其下端部8b与能摆动后组件3之间的这种连接发生在上部撑件13处。

图1A示出在静止时的车辆，其处于加载配置下，即，由于自行车上的使用者的重量以及支撑在载架组件上的任何负载的重量，减振器系统4开始压缩的情况。图1B示出使用中的车辆，其处于加载至减振器系统4的工作压缩冲程的50％的配置。最后，图1C示出使用中的车辆，其处于加载至减振器系统的压缩冲程的100％的配置。

可以看到，在对应于减振器系统工作冲程的50％的其压缩阶段时(图1B)，载架组件6和能摆动后组件3使得第一枢转点5、第二枢转点9、以及第三枢转点10沿轴线A对齐。

能摆动后组件3随着减振器系统4的压缩而摆动。

因此，对应于基部元件14与上部撑件13之间交叉点的后轮的轴，在减振器系统4的压缩过程中，沿竖向移动距离d1(图1B：压缩至减振器系统4的工作冲程的50％)和d2(图1C：压缩至减振器系统4的工作冲程的100％)。

此外，在减振器系统4的压缩过程中，第三枢转点10从通过第一枢转点5和第二枢转点9的轴线A的一侧摆动到另一侧，以使三个枢转点5、9和10在减振器系统4的一个压缩阶段位于对齐位置。

在优选实施方式中，在大致对应于所述减振器系统4的最大压缩冲程的50％至70％的压缩范围的减振器系统的工作压缩冲程的40％至60％的压缩范围内，获得三个枢转点5、9和10的该对齐。

在图1A、1B和1C所示的实施方式中，更确切地参见图1B，三个枢转点5、9和10处于对齐的压缩阶段大体上对应被压缩至工作压缩冲程的50％的减振器系统4。

此外，对应于第二枢转点9的载架组件6的载架元件7的后端部7b，在减振器系统4的压缩过程中，沿竖向移动几毫米数量级的非常短的距离g(例如，在一优选变化实施方式中最大为0.5mm)。

通过这种配置，支撑在载架组件6上的行李物品或人仅经受非常小程度的竖向运动，所述竖向运动由减振器系统4的压缩引起，减振器系统4的该压缩进而由自行车所行驶的地面构造引起。

实际上，当设计车辆时，将车辆设置成适用于在某一重量级别内的人，并且适用于支撑重达载架组件上的给定最大重量的负载。

因此，对于给定车辆，“加载配置”概念对应于这样的配置，其中车辆的负载由具有在设计的车辆重量级别内的重量的骑车者、加上由载架组件所支撑的并具有不超出给定最大重量的重量的任何负载组成。

为了实现该适应性，可以对压缩系统的空载设置、对当压缩系统包括这样的压缩元件(如弹簧)时压缩元件的刚度、对车辆结构的各元件的尺寸——特别是能摆动后组件和载架组件的尺寸——以及对铰接连接点的位置，进行处理。

图2是通过示出在分别对应于所述减振器系统4的工作压缩冲程的0％、50％和100％的所述减振器系统4的三个压缩阶段时的车辆，而示出联接的相应运动的图。

更确切地说，对于示出的移动的元件，以粗实线示出0％压缩阶段、以细实线示出50％的压缩阶段、而以虚线示出100％压缩阶段。

图2示出与图1A、1B、1C参照的那些相同的悬挂车架的结构元件，因此它们具有相同的数字参考标号。

因此，当减振器系统(为了清楚在图2中未示出)从加载的静止位置即工作压缩的0％、移到减振器系统压缩至工作压缩冲程的50％的位置时，能摆动后组件3移动。

在图2所示实施方式中：

·对应于后轮的轴的点(上部撑件13与基部元件14的交叉点)沿竖向移动13.4mm的距离d′，同时沿水平移动2.1mm的距离c′；

·对应于上部撑件13与车架构件15的交叉点的点沿竖向移动3.3mm的距离f′，同时沿水平移动6.2mm的距离e′；并且

·第三枢转点10沿竖向移动9.1mm的距离b′，同时沿水平移动6.8mm的距离a′。

能摆动后组件3的该移动在载架组件6的载架元件7中几乎没有产生移动。因此，在图2所示的实施方式中，从减振器系统的工作压缩冲程的0％至50％使第二枢转点9沿竖向移动大约0.4mm，并且在任何情况下都小于0.5mm。

此外，当减振器系统从加载的静止位置，即工作压缩的0％，移到减振器系统压缩至工作压缩冲程的100％的位置时，能摆动后组件3移动。

在图2所示实施方式中：

·对应于后轮的轴的点(上部撑件13与基部元件14的交叉点)沿竖向移动27.5mm的距离d，同时沿水平移动4.7mm的距离c；

·对应于上部撑件13与车架构件15的交叉点的点沿竖向移动6.6mm的距离f，同时沿水平移动12.9mm的距离e；

·第三枢转点10沿竖向移动18.5mm的距离b，同时沿水平移动14.4mm的距离e。

能摆动后组件3的该移动在载架组件6的载架元件7中也几乎没有产生移动。因此，在图2所示的实施方式中，从减振器系统的工作压缩冲程的0％至100％使第二枢转点9沿竖向移动大约0.1mm，并且在任何情况下都小于0.5mm。

在实践中，三个枢转点5、9和10对齐的减振器系统4的压缩阶段大体对应第二枢转点9的最大竖向运动g。

因此，当减振器系统4从对应于工作压缩冲程的0％的压缩阶段到对应于工作压缩冲程的50％的压缩阶段时，第二枢转点9的该竖向移动从0mm或0.1mm增加到十分之几毫米(在对应于图1A、1B、1C和图2的实施方式中小于0.5mm)。

然后，当减振器系统4从对应于工作压缩冲程的50％的压缩阶段移到对应于工作压缩冲程的100％的压缩阶段时，第二枢转点9的该竖向移动从十分之几毫米(在对应于图1A、1B、1C和图2的实施方式中小于0.5mm)大体减小到0或0.1mm。

这就是在下面的表T和曲线图G中所示的。表T给出了随减振器系统的工作压缩冲程的压缩百分比值(左栏)而变化的第二枢转点9的移动g的以mm表示的值(右栏)。

这些值以曲线形式显示在曲线图G中，减振器系统的工作压缩冲程的压缩百分比值沿X轴绘制，而第二枢转点9的移动g的mm值沿Y轴绘制。

以％表示的压缩	以mm表示的第二枢转点9的竖向移动
		0	0
5	0.08
		10	0.16
15	0.23
		20	0.29
25	0.34
		30	0.39
35	0.42
		40	0.45
45	0.46
		50	0.47
55	0.46
		60	0.45
65	0.42
		70	0.39
75	0.34
		80	0.29
85	0.23
		90	0.16
95	0.08
		100	0

表T

为了测量在减振器系统压缩时以上呈现的各个移动，并为了测量在减振器系统的某一压缩阶段时三个枢转点的对齐，必需对车辆施加一定负载。

例如，可以通过将负载放在自行车的车座上，也可以将负载放在载架组件上，并因此通过间接地压缩减振器系统，来施加这样的负载。

也可以通过使用适合的机器或工具在减振器系统上直接施加作用力，而压缩减振器系统。

因此，可以在没有任何负载情况下从静止位置开始，通过人工施加负载并渐进地通过直接或间接压缩减振器系统，来测量减振器系统的整个最大冲程。

还可以这样测量减振器系统的整个工作冲程。在测量之前，将对应于骑车使用者重量的负载放在车辆上，也可以将对应于支撑在载架组件上的行李物品或儿童重量的负载放在车辆上。然后，从这个位置开始，人工地并渐进地通过直接或间接压缩减振器系统，来施加负载。

图3和图4对应在其他两个实施方式中的例如自行车类型的本发明车辆的运动图，其中，悬挂车架的结构相对于图1A、1B、1C和图2中所示的结构不同。

因而，在图3和图4中，曲柄组件2不由前车架1支撑，而是由能摆动后组件3支撑，并且所示车辆的减振器4压缩在其工作压缩冲程的50％处。

三个枢转点5、9和10因此在该位置中对齐。

此外，在图3所示的示例中，能摆动后组件3的基部元件由两个车架构件16和17组成，这两个车架构件16和17在后轮的轴(并因此是上部撑件13的下端部)与曲柄组件2之间延伸。

能摆动后组件3在所述曲柄组件2处的第一枢转点5处连接至前车架1。

此外，能摆动后组件3经由减振器系统4例如在车座管11处连接至前车架1。能摆动后组件3在上部撑件13的前端部处与减振器系统4之间的铰接连接点与第三枢转点10相同，第三枢转点10即载架组件6的支撑元件8铰接到能摆动后组件3的铰接点。

在图4所示的示例中，能摆动后组件3的结构的区别在于，曲柄组件2支撑在两个大体三角形的结构之间，所述两个三角形结构具有三个车架构件，这三个车架构件中的一个是共用构件。

因此，所述曲柄组件设置在第一个三角形结构18、21、23的下端部处，且在第二个三角形结构19、20、23的前端部处。

形成能摆动后组件3与前车架1之间的铰接连接的第一枢转点5位于第一个三角形结构18、21、23的前端部处。

减振器系统4也将能摆动后组件3和前车架1连接在一起，特别地经由在第二个三角形结构19、20、23的上端部处的铰接连接将能摆动后组件3和前车架1连接在一起，第二个三角形结构19、20、23的上端部也是第一个三角形结构18、21、23的后端部。

此外，载架组件6的支撑元件8经由其下端部在第三枢转点10处铰接到第一个三角形结构18、21、23的上部车架构件18。

以分段方式示出的前车架1特别地包括车座管11，车座管11以车架构件22的形式在减振器系统4铰接到前车架1的铰接连接点与第五枢转点5之间延伸。

本说明是通过示例给出的，因此不限制本发明。

实践中，在该说明中出现的前车架1和能摆动后组件3的精确结构是非限制性的。也可以是其他实施方式，只要三个枢转点5、9和10在减振器系统4的至少一个压缩阶段保持对齐，该压缩阶段优选在所述减振器系统4的工作压缩冲程的50％处或其附近。

Claims (9)

1.一种具有至少两个车轮的车辆，特别是自行车，所述车辆具有：

前车架(1)；

能摆动后组件(3)，所述能摆动后组件(3)支撑驱动后轮，经由减振器系统(4)固定到所述前车架(1)，并且还绕第一枢转点(5)铰接到所述前车架(1)；

载架组件(6)，所述载架组件(6)包括具有前端部(7a)和后端部(7b)的载架元件(7)以及具有上端部(8a)和下端部(8b)的支撑元件(8)，所述载架元件(7)的所述前端部(7a)连接至所述前车架(1)，所述载架元件(7)的所述后端部(7b)绕第二枢转点(9)铰接到所述支撑元件(8)的所述上端部(8a)，所述支撑元件(8)的所述下端部(8b)绕第三枢转点(10)铰接到所述能摆动后组件(3)；

其特征在于，所述载架组件(6)、所述能摆动后组件(3)和所述减振器系统(4)设置为使得在所述减振器系统(4)的压缩过程中，所述支撑元件(8)从所述第三枢转点(10)位于通过所述第一和第二枢转点(5、9)的轴线(A)的第一侧上的位置移到所述第三枢转点(10)位于通过所述第一和第二枢转点(5、9)的轴线(A)的第二侧上的位置，以使所述第一、第二和第三枢转点(5、9、10)在所述减振器系统(4)的至少一个压缩阶段大体对齐。

2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述第一、第二和第三枢转点(5、9、10)在所述减振器系统(4)的至少一个压缩阶段大体对齐，所述至少一个压缩阶段位于所述减振器系统(4)的压缩的最大冲程的50％至其最大冲程的70％的范围内、和/或位于其工作冲程的40％至其工作冲程的60％的范围内。

3.根据权利要求1或2所述的车辆，其特征在于，所述前车架(1)包括车座管(11)，并且其特征在于，所述载架元件(7)的前端部(7a)在所述车座管(11)处连接至所述前车架(1)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆，其特征在于，所述载架元件(7)的前端部(7a)绕第四枢转点(12)铰接到所述前车架(1)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆，其特征在于，所述能摆动后组件(3)包括上部撑件(13)，并且其特征在于，所述支撑元件(8)的下端部(8b)在所述上部撑件(13)处连接至所述能摆动后组件(3)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的车辆，其特征在于，所述减振器系统(4)具有连接至所述前车架(1)的前端部(4a)和连接至所述能摆动后组件(3)的后端部(4b)。

7.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于，所述减振器系统(4)的前端部(4a)与所述前车架(1)之间的连接是铰接连接，优选在所述车座管(11)处的铰接连接。

8.根据权利要求6或7所述的车辆，其特征在于，所述减振器系统(4)的后端部(4b)与所述能摆动后组件(3)之间的连接是铰接连接，优选在所述上部撑件(13)的前端部(13a)处的铰接连接。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的车辆，其特征在于，在所述减振器系统(4)的压缩过程中，所述第二枢转点(9)相对于其在减振器系统(4)静止时的位置沿竖向移动0.5mm的最大距离(g)。

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