CN102765451A - 用于自行车的快速锁销 - Google Patents

Abstract

一种快速锁销(1)，包括一个纵向杆(2)；一个设置在杆(2)的第一末端、包括一个第一卡紧挡外表面(60)的第一卡紧挡(8)；一个设置在杆的第二末端的第二卡紧挡(3)；一个包括一个凸轮(28)、铰接在杆(2)的第一末端处的操纵杆(9)；一个插在凸轮(28)的外围和第一卡紧挡外表面(60)之间的活动支撑部件(30)，所述活动支撑部件(30)包括一个称为锁定表面(311)的第一支持表面，第一支持表面易于与凸轮(28)接触，与第一卡紧挡外表面(60)的距离为D1；所述活动支撑部件(30)包括一个称为解锁表面(313)的第二支持表面，其易于与凸轮(28)接触，与第一卡紧挡外表面(60)的距离为D2，并且D2小于D1。

Description

用于自行车的快速锁销

技术领域

本发明涉及快速地将一个部件紧固至另一个部件的快速锁销(axe deblocage rapide)，特别是将车轮快速紧固至自行车车架或其它机器的快速锁销。

背景技术

这种锁销通常尤其用于能将车轮非常快速地安装至自行车框架或车叉，或从自行车框架或车叉拆卸下来。它还应用于自行车领域，例如，用于固定鞍管(tube de selle)上的车座杆(tige de selle)。

已知的车轮锁销包括一根长杆，该杆横穿轮毂(moyeu de la roue)，并且在轮毂每一侧都有一个凸起的杆端。杆的其中一端有一个卡紧挡，通常可以在杆的纵向方向上调节。该卡紧挡一般为拧在杆的带螺纹的末端上的攻丝套管嘴或螺母。

杆的另一端有另一个活动卡紧挡，其在杆的纵向方向上的移动由铰接在销末端、并且具有一个偏心凸轮的操纵杆控制。操纵杆及其凸轮实现了两个卡紧挡之间距离的变化。尤其，卡紧挡可以将车叉的两个固定爪一下子固定在轮毂端部和卡紧挡之间。

操纵杆及其偏心凸轮在卡紧挡处产生一个运动，该运动具有一个沿杆的总体方向上的一个轴向分量。

出于安全原因，车叉的固定爪(或车架的固定爪上)设置有安全销钉(ergots de sécurité)。这些销钉突出于车架的表面，或突出于收纳卡紧挡的车叉的表面。为了将车轮就位，安全销钉设置为可以使卡紧挡后退以提供从这些销钉上部通过的通路。这些销钉的高度不超过几毫米并且略大于凸轮产生的调节行程(course de réglage)。这样，如果由于将车轮恰当地固定于自行车上，即通过闭合操纵杆以及借助令人满意的锁紧力，在操纵杆打开并且锁销解锁时，车轮也不会完全从自行车脱离出来。事实上，虽然车轮/自行车之间的连接松动了，但是由于安全销钉将卡紧挡保持在了其原有位置上，也就令车轮保持原位置，所以自行车的车轮还可以保持在原来的位置上。该车轮/自行车之间松动的连接足以使自行车使用者停下来而不会摔倒，或者至少能够避免最严重的摔倒。

安全销钉的存在增加了将车轮安装至自行车和由自行车拆卸的必要操作步骤。特别是，除了操作操纵杆外，还必须拧紧或松脱至少一个卡紧挡，通常为螺帽。

这些卡紧挡的拧紧或松脱对于使用这些常规的快速锁销带来了诸多不良后果。

首先，延长了安装和拆卸车轮所需的时间。该安装和拆卸时间的延长还伴随有操作的复杂化，因为必须将两手作用于锁销，一只在操纵杆上，另一只在螺帽上。所以，手就不可能再抓住车轮或车架了。

而且，也是更为重要的，这使得实际用于固定车轮的紧固力不精确，并导致该紧固难以复制。事实上，在拧下螺帽并取下车轮后，很难在需要重新安装时再拧相同的圈数。

美国专利US 5,673,925描述了一个锁销，目的在于弥补常规装置中存在的部分问题。在该结构中，其中一个不含操纵杆的卡紧挡装配有“膨胀”环(bague《expansible》)。实际上，其中拧有锁销纵向杆的螺帽包括一个T形支架(chape)。在该T形支架和车叉的爪之间，插入有一个包括不同长度的角扇形(secteur angulaire)的卡圈(collier)。根据卡圈的角位置，T形支架的延伸部分与卡圈的不同角扇形接触。这样，就可在不拧下螺母的情况下，改变两个卡紧挡之间的距离。

只要需要两只手同时操作，这样的装置就并不总是最优的。另外，在该装置中，操纵杆和膨胀环的操作完全彼此独立，这会在操作中产生错误。事实上，使用者可以不管环的位置折拢(replier)操纵杆，所以为了使卡紧准确地实现，可以先将膨胀环放到合适的位置然后再折拢操纵杆。

发明内容

本发明的一个目的是提供一个快速锁销，其可以弥补上述缺陷，并且特别是可以在不需要拧下两个卡紧挡中任何一个的情况下安装和拆卸自行车车轮。

本发明的另一个目的是提供一个快速锁销，其包括至少一个卡紧挡，所述快速锁销备有一个铰接的操纵杆，所述操纵杆包括一个凸轮，该锁销可以用一只手容易地操作。

本发明的另外一个目的是提供一个快速锁销，其可以在无需用户不断的人工干预的情况下保持在打开位置，并且由此令用户更容易地安装和拆卸自行车车架上的车轮。

本发明的又一个目的是提供一个操纵杆，其位置可以毫不含糊地显示杆的锁定位置。

本发明其余的目的和优点将在以下的描述中提到，该描述为陈述性而非限制性。

为此，本发明提供一种快速锁销，包括一个纵向杆；

一个包括一个第一卡紧挡外表面的第一卡紧挡，所述第一卡紧挡设置在杆的第一末端处；

一个设置在杆的第二末端处的第二卡紧挡；

一个铰接在杆的第一末端处的操纵杆，该操纵杆包括一个凸轮；

一个插在凸轮的外围和第一卡紧挡外表面之间的活动支撑部件，所述活动支撑部件包括一个称为锁定表面的第一支持表面，第一支持表面易于与凸轮接触，并且与第一卡紧挡外表面之间的距离为D1；

所述活动支撑部件还包括一个称为解锁表面的第二支持表面，其易于与凸轮接触，并且与第一卡紧挡外表面的距离为D2，并且D2小于D1。

本发明还提供一种锁销，除上文中列举的特征外，还包括如下列举的特征的所有可能的组合：

----D1和D2之间的差值在2至4毫米之间，特别地，约等于3毫米，

----所述活动支撑部件可在锁定位置和解锁位置之间转化，在锁定位置时，凸轮与锁定表面接触，而在解锁位置时，凸轮与解锁表面接触，

----所述活动支撑部件可作直线运动，

----所述操纵杆在折拢位置和打开位置之间旋转运动，并且，所述装置用以当操纵杆处于折拢位置时，阻止活动支撑部件从锁定位置向解锁位置过渡，

----所述装置用以当操纵杆处于打开位置时，阻止活动支撑部件的意外运动。

附图说明

本发明通过参考以下描述及作为整体一部分的附图可更好地理解。

--图1为本发明的一个自行车；

--图2为本发明的第一个非限制性实施方式的一个锁销的前视图；

--图3为图2的锁销处于闭合状态时的局部横切图；

--图4为图3的锁销在与图3切面垂直的切面上的一个第二局部横切图；

--图5为图3的锁销处于半开状态时的类似视图；

--图6为图3和图5的锁销处于打开状态时的类似视图；

--图7为活动支撑部件的透视图。

具体实施方式

附图示出了用于将车轮组装至自行车车架的一个锁销，并且已经证实本发明的锁销尤其适用于该用途。然而，可知本发明还作为自行车上的紧固件具有其它的用途。

图1描绘了本发明的一个自行车100。该自行车装配有一个前轮101，借助于本发明的第一个快速锁销1固定在车叉102的两臂之间。后轮103借助本发明的第二个快速锁销固定在车架105的后固定爪104之间。这两个快速锁销可以是相同的，并将在下文详述。

图2所示的锁销具有一个长杆2，其限定了一个纵向方向。已知的是，该杆用于插入轮毂中心轴的一个贯穿孔(orifice traversant)。

快速锁销在杆2的第一末端处具有一个第一卡紧挡8(butée deserrage)。已知的是，该第一卡紧挡可以沿杆的长度方向活动，并且其移动可以由一个紧固操纵杆(levier de serrage)9控制。第一卡紧挡可以置于不同状态。这些状态为一个关闭位置(position de serrage)、一个半开位置(position semi-ouverte)以及一个打开位置(position ouverte)，关闭位置也还称为紧固位置，半开位置也称为松开位置，而打开位置是指在该位置时车轮可以从自行车车架拆下。正如在下文中将要看到的一样，从一个状态到另一个状态的过渡通过操纵紧固操纵杆9以及活动支撑部件30实现。

图2示出了处于打开位置的快速锁销。图2中81所示的细点划线示出了当快速锁销处于关闭位置时第一卡紧挡8的位置。82所示的细点划线示出了锁销处于半打开位置时卡紧挡8的位置。

杆2在其另一个末端具有一个第二卡紧挡3。该卡紧挡在杆的长度方向上的位置优选可调节。如图所示，例如，杆2在其末端具有一个螺纹区域，并且第二卡紧挡为一个攻丝套管嘴(embout)4，其被拧在该螺纹部分上。优选地，在这种情况下，一个密封垫圈(joint torique)5充当杆的螺纹和套管嘴之间的卡圈(frein)。该密封垫圈位于套管嘴的台肩式凹槽内，并且被一个环6固定，环6采用所有适合的方法安装至套嘴管，例如采用螺丝或胶合。当然，所有其它适合的方法都可用。

操纵杆9通过下述方法推动第一卡紧挡8沿杆2第一末端的一部分发生移动。

在其第一末端，杆具有一个支架(chape)13，该支架从其横截面一侧观察为U形，并且其外表面内接于围绕杆的轴旋转的圆柱体中。在图示的实施方式中，支架13为与杆一体的一个部分。该实施方式为非限制性的，并且该支架可以为独立于杆的或镶嵌于其末端上的加工工件。

第一卡紧挡8具有一个开有一个中心孔12的圆柱形紧固环10。紧固环10安装为可沿支架的长度方向滑动。其在支架的外面上具有一个凸缘(rebord)15，其形成了一个支撑外表面，在下文中，该表面称为第一卡紧挡外表面60。当车轮被安装在自行车上时，第一卡紧挡外表面与自行车车架的固定爪(pattes de fixation)或车叉接触。至于第二卡紧挡3，其具有一个第二卡紧挡外表面61，该表面同样与自行车的车架或车叉接触。第一卡紧挡外表面60和第二卡紧挡外表面61之间距离的调节使得该快速锁销可以适用于分别位于不同自行车上的不同车轮。

优选地，环10为槽形，其开口朝向第二卡紧挡3，并且其凸缘15形成一个相对于车架的紧固面。环10通过设置在第一卡紧挡主体的一个套扣(filetage)17固定。一个弹簧16置于支架13的凸肩(épaulement)18和构成环10的槽的底部之间。

环的中心孔12与支架13的外径适配。环10于一个纵向方向导向。

正如在图4中看到的，支架的臂13a和13b在其之间限定了由两个大致平行的两个面界定的一个槽。

在该槽中接有操纵杆9的一个摇杆(basculeur)20。摇杆20围绕由两臂13a和13b安装在摇杆上的横销21(axe transversal)旋转。摇杆至少在支架13的两臂之间的区域的厚度为恒定的。该厚度与支架两臂之间的距离大致相等。

摇杆20向外具有一个臂22，其通过一个操作板23而延长。在所示的实施方式中，该板为一个不同于摇杆的部件，该部件接插在摇杆的臂上并通过销(goupille)、螺丝或其它适合的方法安装，例如通过夹紧件(clipage)安装。另外，在摇杆及板之间可设置一个可变形材料块，用以以弹性方式弥补这两个部件之间的缝隙。

有利地，这种构造方式允许摇杆及板选择不同的材料，特别地，使得可由一种可以支持高压缩应力的材料制成摇杆，并且制造方法也十分简单。例如，具有恒定厚度的摇杆由不锈钢制成，通过简单切割薄钢板或可能的加工来实现。例如，板可以由轻合金或塑料材料制成。

同样有利地，摇杆的旋转轴21设置成适于由摇杆、以及由支架的臂的反作用而产生剪应力。由于这些部件是并列的，所以横销21可在良好的机械条件下运作，并且，销21因此可以具有一个相对较小的直径。从而可以减小此处的摩擦力。

与臂22相对，也就是说在支架13的区域内，摇杆20具有一个偏心的外周区域，该区域设置为起凸轮28的作用。凸轮28外围和销21之间的距离沿从位于该臂的延长板的第一区域到大致与其垂直的另一个区域而相应地增加。任何适合的方法都适用于形成凸轮28，例如，一个变化的弯曲物，或者几个连续的恒定弯曲物，或者一个单个偏心弯曲物。当它们之间的距离在大约4和5毫米之间变化时，可获得好的结果，也就是说，相对于凸轮大约120度的角的一个1毫米距离的路程。然而，这些数据为非限制性的。

一个活动支撑部件30位于支架13的臂之间，以及位于摇杆的凸轮28和环10之间。该活动支撑部件30具有一个梁的形状。如图7中的透视图所示，该梁在长度方向上大部分具有恒定的厚度以便在支架的臂之间滑动。从前视图看，部件30整体上为由两个不同高度的、被一个梯形分开的矩形组成。活动支撑部件30的左部高度h1比右部高度h2高很多。

优选地，该部件上部的中央区域31具有一个特别加工的形状，用来抵靠凸轮28。该中央区域31在图7中由细点划线标示，分为三个不同的区域，一个锁定表面311、一个解锁表面313和一个斜坡312。锁定表面311和解锁表面313都是凹形的。这些表面的曲率半径几乎与凸轮28的最大曲率半径近似，或者略大于凸轮28的最大曲率半径，使得当凸轮28与这些部件接触时，梁可以轻微弯曲以保证一个基本成线形的支持表面。

斜坡312保证了锁定表面311和解锁表面312之间的连接。在与锁定表面311连接之处，其构成一个隆起314，该隆起位于部件30的上部区域31的轮廓的转折区域的中央。

表面311和313选择成和凸轮28相近的曲率半径，有利地减小了摇杆和活动支撑部件30之间的接触压力。已知，该压力实际上取决于这些接触部件的曲率的差别。

活动支撑部件30的下部32设置成用于沿杆的纵向发挥抵抗所述紧固环10的支持力。在所示的实施方案中，该支持力借助于垫圈(rondelle)33实现，该垫圈33的内径与支架13的外径大致相等，其外径与环10的外径相近。垫圈为一个承压部件，可以由任何适合的材料制成，例如由不锈钢制成。由于有垫圈33，环10可以由轻合金制备，例如由铝合金制备。

梁的下部32具有一个相对于下部其它部分凸起的销钉(ergot)321。该销钉321保证梁被准确地安置并保持在垫圈的上面。事实上，在使用时并且如在下文中将看到的一样，部件30在滑动时，销钉321不能移动到垫圈33的中央开孔的外面。

活动支撑部件30可以通过切割不锈钢板材，或者任何其它的抗击和抗弯曲材料而制得。

图3、5和6可帮助理解以下使快速锁销部件从闭合位置到打开位置的过渡以及相反过渡的必要操作。在图3中，快速锁销处于闭合位置，该位置对应于车轮牢固地固定至自行车车架或车叉时的快速锁销所处的位置。在该位置时，活动支撑部件30处于锁紧位置，而摇杆20处于折拢状态，使得凸轮28具有凸轮最大高度的部分抵靠在部件30的锁定部分311上。

可注意到在这些附图所描绘的实施方案中，锁销都装配有安全装置，该安全装置可以防止锁销意外打开。这些装置包括一个位于摇杆20下方的凹槽201和一个由部件30卡紧部分末端突出的凸起331。当操纵杆9以及相应的摇杆20处于折拢状态时，凸起331被收纳在凹槽201中，并且当操纵杆处于折拢位置时，部件30不可能滑动。摩擦力和支撑部件的凹陷也保证了不发生移动。

当处于闭合位置时，销21(摇杆/杆的连接枢轴)和第一卡紧挡外表面60之间的距离L1非常接近其最大值，即对应于两个卡紧挡外表面之间的最小距离。该距离L1对应于锁定部分311与第一锁定表面60之间的距离D1加上凸轮28的最大凸起高度R1(L1＝D1+R1)。可注意到，销21和表面60之间距离的最大值达到最大是在通过凸轮28的高度临界点时，恰巧在关闭位置之前(仅几度)。

为了从自行车上拆下车轮，用户操纵操纵杆9，直到后者处于开启位置(position d éployée)，如图5所示。图5对应于快速锁销处于半开位置。在该位置时，距离L2(销21至表面60)相对于对应的距离L1减小。该减小值(L1-L2)恰好对应于凸轮的最大高度R1和最小高度R2之间的差别。

R1和R2之间的差值选择成可以使用户较容易操作操纵杆。在所述实施例中，选择的差值在1到3毫米之间，优选约2毫米。处于半开位置时，快速锁销的这两个支持外表面(60，61)之间的距离略微大于车轮轮毂的轴向尺寸与车架臂的厚度之和，该臂分别为自行车的车叉。如此，固定的车轮就松动了。然而，如果自行车装有安全销钉，在快速锁销处于半开位置时，车轮不会完全从自行车上脱离。事实上，所述两个支持外表面60和61之间的距离小于车轮轮毂的轴向尺寸加上车架臂(车叉)的厚度以及安全销钉的高度。

在这些情况下，即使操纵杆9意外过渡到开启位置，也不会规律性地造成自行车使用者摔倒：只要车轮保持在自行车上，即使是松动的，也可使得自行车使用者可以停下来而免于受伤。

为了从半开位置(图5)过渡到图6所示的打开状态，使用者向解锁末端332施加一个压力，并使活动支撑部件30滑动到解锁位置，而操纵杆未被操作并且处于开启位置。可注意到，操纵杆9的开启位置为操作所述活动支撑部件提供了一个支点。事实上，使用者可以简单地用拇指向端部332施加一个压力，并同时用同一只手的其余四根手指固定操纵杆。

用单只手操作本发明的快速锁销，这当然是一个本发明相对于现有技术不可忽略的优点。

优选地，这些装置用来阻止活动支撑部件30的意外移动，尤其是当操纵杆9处于开启位置时。这些装置由位于活动支撑部件30的下表面32的一个凸台(bossage)340构成。当操纵杆9处于开启位置时，该凸台340位于由垫圈33限定的空间的外面。弹簧16将活动支撑部件30抵压在垫圈33上，并且在通常情况下，摩擦力阻止了支撑部件的自由滑动。凸台340同时阻止部件30从其锁定位置意外滑动开。

处于打开位置时，销21和所述第一支持外表面60之间的距离L3是最小的。这样，两个卡紧挡外表面60和61之间的距离就大于车轮轮毂的轴向尺寸加上车架臂或车叉臂的厚度以及安全销钉的高度。所以，无须拧下第二卡紧挡3就可将自行车车轮卸下。距离L3等于解锁部分313与所述支持外表面60之间的距离D2加上凸轮28的最小凸起高度R2之和(L3＝D2+R2)。距离L3相对于距离L2减少的值为L2-L1，该值与D2-D1的差值相等，D2-D1与部件30的锁紧部分的高度h1与解锁部分的高度h2之间的差值完全相等。D1和D2之间的差值在2至4毫米之间，特别地，约等于3毫米。

同样可以注意到，第一卡紧挡8的打开位置为一个稳定位置，并且使用者可以松开施加在活动支撑部件上的压力，以及对操纵杆9的抓握，而卡紧挡不会脱离打开位置。该特征使本发明的锁销使用方便且舒适。

为了重新组装自行车车轮，使用者要确保操纵杆设置于开启位置。同时还要保证活动支撑部件处于解锁位置。如果活动支撑部件没有处于该位置并且车叉和自行车车架装配有安全销钉，就不可能将车轮放入其位置。为了弥补这个缺陷，使用者只能将活动支撑部件滑动到解锁位置。

可以注意到，如果自行车未装配有安全销钉，使用者就可能放入车轮，但就不能正确闭合操纵杆了。事实上，如上文所见，安全装置使得当凸起331不能被容纳在凹槽201中时，操纵杆也不能处于闭合位置。

因此，一旦快速锁销处于打开位置，使用者即可将车轮放入其位置，使活动支撑部件滑动到锁定位置，然后扳动操纵杆到折拢位置。

也可有其它变形构造而不超出本发明的范围。

最后，正如本说明书开头所述，本发明还可以有其它的用途，例如车轮快速锁紧杆，尤其是鞍管上的杆的锁紧杆，或者通常的卡圈的快速锁紧杆。

Claims (7)

1.一种快速锁销(1)，包括

一个纵向杆(2)；

一个包括一个第一卡紧挡外表面(60)的第一卡紧挡(8)，所述第一卡紧挡(8)设置在杆(2)的第一末端处；

一个设置在杆的第二末端处的第二卡紧挡(3)；

一个铰接在杆(2)的第一末端处的操纵杆(9)，该操纵杆(9)包括一个凸轮(28)；

一个插在凸轮(28)的外围和第一卡紧挡外表面(60)之间的活动支撑部件(30)，所述活动支撑部件(30)包括一个称为锁定表面(311)的第一支持表面，第一支持表面易于与凸轮(28)接触，并且与第一卡紧挡外表面(60)之间的距离为D1；

其特征在于，所述活动支撑部件(30)包括一个称为解锁表面(313)的第二支持表面，其易于与凸轮(28)接触，并且与第一卡紧挡外表面(60)的距离为D2，并且D2小于D1。

2.根据权利要求1的快速锁销，其特征在于，D1和D2之间的差值在2至4毫米之间，特别地，约等于3毫米。

3.根据权利要求1或2的快速锁销，其特征在于，所述活动支撑部件(30)可在锁定位置和解锁位置之间转化，在锁定位置时，凸轮(28)与锁定表面(311)接触，而在解锁位置时，凸轮(28)与解锁表面(313)接触。

4.根据权利要求1-3之一所述的快速锁销，其特征在于，所述活动支撑部件(30)可作直线运动。

5.根据权利要求1-4之一所述的快速锁销，其特征在于，所述操纵杆(9)在折拢位置和开启位置之间旋转运动，并且，所述装置用以当操纵杆处于折拢位置时，阻止活动支撑部件(30)从锁定位置向解锁位置过渡。

6.根据权利要求1-5之一所述的快速锁销，其特征在于，所述装置用以当操纵杆处于开启位置时，阻止活动支撑部件(30)的意外运动。

7.一种车轮，装配有上述权利要求之一的快速锁销。

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