CN103392073A - 将两个可滑动安装的管相互锁定的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于将第一管（2）和第二管（3）相互锁定的装置（5），该第一管被可滑动地安装到该第二管内，该锁定装置包括：杆（10），在两个位置之间移动；以及凸轮系统，包括多个凸轮（6，7，8，9），这些凸轮在第一位置或者第二位置可枢转地连接到该第一管，在该第一位置处这些凸轮不接触第二管并允许滑动，在该第二位置处这些凸轮向第二管的内表面施加压力并防止这种滑动。该杆与该凸轮系统组装在一起，并且被构造为至少使这些凸轮移动到其第一位置，复位系统被配置为使这些凸轮移动到其第二位置。本发明还涉及设有这种锁定装置（5）的自行车（1），该锁定装置设置在车座柱（2）与车座管（3）之间。

Description

将两个可滑动安装的管相互锁定的装置

技术领域

本发明涉及用于将第一管和第二管锁定在一起的锁定装置，该第一管和该第二管被构造为能使所述第一管在第二管内滑动。本发明还涉及一种设置有本发明的锁定装置以将车座柱与车座管锁定在一起的自行车。

背景技术

将第一管和第二管锁定在一起的锁定装置是公知的，所述第一管被构造为在锁定装置不被启用时在所述第二管内滑动。相反地，通过启用所述锁定装置，可以防止第一管相对第二管滑动。具体而言，这种锁定装置被实施在自行车上的车座柱（其顶端部设置车座）与车座管（设置在自行车的框架上）之间，以便调整车座的高度定位。

国际专利申请公布文献WO 2009/027681 A1公开了一种包括杆和凸轮致动系统的锁定装置，所述杆在车座柱构成的第一管内部纵向设置并被可滑动安装在车座管组成的第二管内部，而所述凸轮致动系统可以将所述杆沿所述第一管的纵向平移。该锁定装置还包括设置在第一管的底端的第一板和安装成能沿第一管的纵轴线相对第一板滑动的第二板，该第二板固定到杆的底端。第一板和第二板被分隔开一间隙，该间隙能够随杆的操作而变化。在该间隙内，即第一板与第二板之间设有可弹性变形的环形插塞，该插塞在停靠位置时其外径稍小于第二管的内径，以使所述可弹性变形插塞与第一管能够在第二管内滑动。通过经由致动系统对该杆施加作用，第一板与第二板之间的间隙可减小，由此在可弹性变形插塞上施加作用并使得所述弹性变形塞的外径可增大，从而使得外径大于第二管的内径。这样可以使可弹性变形插塞被压紧在第二管的内表面，因此，第一管与第二管之间的相对位置被锁定。

发明内容

本发明由用于将第一管和第二管锁定在一起的锁定装置的替换性设计构成，该锁定装置的目的是使锁定效果最优化，由此在沿所述管之间的纵轴线施力时避免所述管之间发生任何滑移。

为此，本发明提供一种用于将第一管和第二管锁定在一起的锁定装置，第一管与第二管被构造为使所述第一管在所述第二管内滑动。该锁定装置包括至少一个杆，该杆被构造为在第一管内移动并且被驱动到两个位置处，一个位置对应于致动锁定装置，另一位置对应于不致动锁定装置。这样，使该杆从所述第一管外部被驱动。根据本发明，该装置还包括由至少两个凸轮组成的凸轮系统，凸轮安装在第一管上以绕垂直于第一管的纵轴线的枢转销枢转。这些凸轮构造为能枢转到第一位置或者第二位置处，在该第一位置处凸轮不接触第二管并且允许第一管在第二管内滑动，在该第二位置处每个凸轮向第二管的内表面施加压力并防止第一管在第二管内滑动。另外，根据本发明，杆与凸轮系统被组装在一起，并且该杆被构造为使得在所述杆处于解锁位置时使凸轮至少移动到它们的第一位置，复位系统被构造为使所述凸轮返回它们的第二位置。

在本发明中，术语“杆”被用于表示将凸轮连接到驱动部（特别地为致动手柄）并使所述凸轮能够移动的元件。这个元件可以是刚性杆、钢索、具有高刚度弹簧或者实际上一些其他构件。

在本发明的一个设计中，锁定装置具有至少一个杆和四个凸轮，这些凸轮安装成相对于彼此交叉的构形，并关于第一管的纵轴线对称或不对称，所述凸轮还被安装成绕经过第一管的纵轴线并紧固到所述第一管的枢转销枢转。

在本发明的锁定装置中，杆在第一管内纵向延伸并在所述第一管的远端伸出，远端设置在第二管的外部。这使得可以通过从第一管的远端作用在杆上来致动锁定装置。当该装置安装在第一管由车座柱构成的自行车上时，这使得可以从车座柱的设置在车座下方的上端来致动杆。

在本发明的锁定装置中，凸轮系统被构造为在第一管上施加的驱使第一管向第二管内部移动的向下的力增大时，增强凸轮与第二管的内表面的接触压力。当锁定装置在自行车的车座柱与车座管之间被实施时，这使得在骑车人坐下并对车座施加各种量级的向下的力时，避免车座柱与车座管之间的任何滑移。

类似地，在本发明的锁定装置中，凸轮系统被构造为在第一管上施加的驱使所述第一管向第二管的外部移动的向上的力增大时，增强凸轮与第二管的内表面的接触压力。当锁定装置在自行车的车座柱与车座管之间实施时，这使得在骑车人抓住车座而抬起自行车时，避免车座柱向车座管的外部的任何滑移。

在上述本发明的设计中，在凸轮与固定到第一管的枢转销之间设置回位弹簧，回位弹簧构造为对凸轮施加力，以便使所述凸轮压靠在第二管的内表面。

在本发明的锁定装置的变型设计中，凸轮系统包括两个通过第一枢转销连接在一起以进行枢转的第一凸轮，该枢转销垂直于第一管的纵轴线并固定到该杆。另外，这两个第一凸轮分别被安装成绕第二枢转销和第三枢转销枢转，第二和第三销垂直于第一管的纵轴线并相对于彼此关于第一管的纵轴线对称地设置。

在本发明的锁定装置的这个变型设计中，凸轮系统包括两个通过被第四枢转销连接在一起以进行枢转的第二凸轮，该第四枢转销垂直于第一管的纵轴线。这两个第二凸轮分别安装成绕第二枢转销和第三枢转销枢转，所述两个第二凸轮相对于两个第一凸轮关于经过第二和第三枢转销的对称轴对称地设置。另外，在第一枢转销与第四枢转销之间设有回位弹簧。这种设计使得在相对于第二管沿任一纵向将力施加在第一管上时，可以将第一管相对于第二管锁定。

在本发明的锁定装置的这种变型设计中，每个第一凸轮设有被构造为可滑动地接纳第一枢转销的椭圆形孔。类似地，每个第二凸轮也设有被构造为可滑动地接纳第四枢转销的椭圆形孔。这种设计在第一管被驱使而相对于第二管沿所述管的纵轴线的任一方向移动时，可以增强凸轮与第二管的内表面的接触力。

在本发明的锁定装置中，所述锁定装置还包括固定到至少一个杆的驱动手柄，所述驱动手柄被构造成至少能将杆移动到其解锁位置，使凸轮能够移动到它们的第一位置。

在一个实施例中，回位弹簧设置在第一管与驱动手柄之间，所述回位弹簧被构造为对杆施加推力，并使凸轮返回到它们的第二位置。

当然，可以借助驱动手柄使凸轮手动复位，该驱动手柄因此被构造为使杆能返回到使凸轮压紧第二管的内表面的锁定位置。

在本发明的锁定装置中，至少两个凸轮设置在第一管内。另外，所述第一管设有至少两个槽，这些槽被构造为允许凸轮穿过，以使凸轮处于它们的与第二管的内表面接触的第二位置。

在本发明的锁定装置中，每个凸轮具有至少一个与第二管的内表面接触的接触表面，所述接触表面设有被构造为用以抓持第二管的内表面的齿。这使得可以加强第一管相对第二管的锁定。

本发明还提供一种自行车，该自行车特别地包括具有车座管的框架和其顶端组装到车座的车座柱，所述车座柱被安装成可在车座管内滑动。于是车座柱构成第一管，车座管则构成第二管。另外，该自行车还包括设置在车座柱与车座管之间的本发明的锁定装置。

在本发明的自行车中，在车座下面设有驱动该杆的驱动手柄。

在本发明的自行车中，车座柱和车座管各自具有相交部段（crosssection），这些相交部段包括彼此相对的两个平坦部。另外，锁定装置的凸轮被构造为支承车座管中的两个平坦部。借助这些平坦部，提供了防止发生车座柱与车座管之间绕所述车座柱和所述车座管的纵轴线的任何旋转运动的优点。另外，所述平坦部使得可以增大凸轮与车座管的内表面之间的接触面积，由此增大所述凸轮与车座管的内表面的摩擦，从而加强车座柱与车座管之间的锁定。

附图说明

本发明的其他特性和优点将通过阅读以下参照附图对锁定装置的两个设计的描述而显现，该锁定装置特别地在自行车上实施，在附图中：

图1示出设置在自行车上的车座柱与车座管之间的锁定装置的优选设计；

图2示出图1的锁定装置；

图3是示出图2所示的锁定装置的运动系统图；

图4示出车座柱内设置的锁定装置的变型设计；以及

图5示出本发明的自行车的车座柱和车座管的优选设计，本发明的锁定装置设置在该自行车上。

具体实施方式

图1示出按传统方式设置车座柱2的自行车框架1，车座柱2被安装成能在车座管3内滑动。所述车座柱2的顶端2a接纳车座4。图1示出了设置在车座柱2与车座管3之间的锁定装置5是如何实施的，该锁定装置的功能是防止车座柱2相对于车座管3滑动。

在图2和图3中能够更详细地看到图1所示的锁定装置5。可看到，锁定装置5包括第一组两个凸轮6、7和第二组两个凸轮8、9。凸轮6、7关于车座柱2的纵轴线对称设置，凸轮8、9也如此。还可看到，所述锁定装置5还包括杆10，该杆10使得可以致动由所述凸轮6、7、8、9组成的凸轮系统。

在图2中可看到，该杆的底端10a被构造为至少枢转地接纳两个第一凸轮6、7的近端6a、7a。为此，枢转销11垂直于杆的纵轴线12设置，该杆在车座柱内沿所述车座柱的纵轴线纵向延伸，所述枢转销11可枢转地接纳所述凸轮6、7的所述近端6a、7a。

在图2中还可看到，在第一凸轮6的近端6a处设有第一椭圆形孔13，所述椭圆形孔可滑动地接纳枢转销11，从而使得可以引起所述第一近端6a沿椭圆形孔13滑动，同时还使凸轮6能够相对于杆10枢转。

在第二凸轮7的近端7a处也设有这种椭圆形孔。因此，凸轮6、7的两个近端6a、7a能够相对于枢转销11滑动并同时绕所述枢转销11枢转。这种设计的目的是，当车座柱2相对于车座管3施加向下的力时（尤其当骑车人坐在车座上时），可以增强凸轮6、7在车座管3的内表面上施加的压力。

还可看到，第二凸轮8、9借助枢转销14而被组装在一起，枢转销14相对于第一枢转销11平行设置，即垂直于杆10的纵轴线12和车座柱的纵轴线设置。

可看到，枢转销14也被安装成在两个椭圆形孔15、16中滑动，椭圆形孔15、16被设置在两个凸轮8、9的近端8a、9a。因此，凸轮8、9绕枢转销14相对于彼此枢转，并沿椭圆形孔15、16相对于彼此滑动。

这种设计的功能是，当车座柱2被驱使相对于车座管3向外移动时，特别是当使用者抓持车座4将自行车抬起时，增强车座管3的内表面上的接触压力，并释放相对的凸轮6、7。

在图2和图3中还可看到，凸轮6和凸轮8通过枢转销17连接在一起，以相对于车座柱2内的固定部18枢转。类似地，凸轮7和凸轮9通过枢转销19连接在一起以进行枢转，该枢转销固定到车座柱2内的固定部19。这两个枢转销17、19平行于枢转销11、14，并且关于车座柱2的纵轴线对称地设置，该轴线经过两个枢转销11、14。可看到，凸轮6和凸轮8关于经过枢转销17、19的横向轴线对称设置。这种设置同样适用于凸轮7、9。

在图3中可看到，优选呈叶片形式的部件40、41通过枢转联接部42连接在一起以进行枢转。类似地，第一部件40通过枢转联接部43连接到凸轮6，而第二部件41通过枢转联接部44连接到凸轮8。这使得可以同时致动凸轮6和凸轮8。如图3中示意性地示出的，类似的设计在另两个凸轮7、9之间实施。因此，两个部件45、46通过枢转联接部47连接在一起并枢转，第一部件45通过枢转联接部48连接到凸轮7，而第二部件46通过枢转联接部49连接到凸轮9。这使得可以同时致动凸轮7、9。

在图1和图2中可看到，四个凸轮6、7、8、9的远端6b、7b、8b、9b被构造为与车座管3的内表面接触。在图1中可看到，锁定装置优选设置在车座柱2内。为此，车座柱设有槽20、21，在示出锁定装置2的变型设计的图4中能够更详细地看到槽20、21，这些槽允许四个凸轮6、7、8、9的远端6b、7b、8b、9b穿过，以使这些凸轮能够接触车座管3的内表面。可看到，四个凸轮的远端6b、7b、8b、9b或多或少呈圆形。

在图3中可看到，在枢转销11与枢转销14之间设有弹簧38，该弹簧38沿车座柱2及杆10的纵轴线延伸。所述弹簧38被安装成处于拉紧状态。其功能是在杆10被释放之后使凸轮6、8、8、9压紧管3。

图4示出锁定装置的一个变型设计。在图4中，锁定装置22具有四个被安装成交叉构型的凸轮23、24、25、26。两个凸轮23、26借助具有磁滞曲线形状的单个公共部件27而被实施。类似地，两个凸轮24、25借助具有磁滞曲线形状并相对于第一部件27关于车座柱的纵轴线对称的单个共用部件28来实施。该第一部件27和该第二部件28被枢转销29连接在一起以进行枢转，枢转销29垂直于车座柱2的纵轴线设置并经过所述中心轴，所述枢转销相对于车座柱2静止不动。还能够看到的是，凸轮28、26关于枢转销29对称地设置，或者关于车座柱2的中心轴不对称地设置。类似地，凸轮25、24关于所述枢转销29对称设置，或者关于车座柱2的纵轴线不对称设置。

在图4中可看到，远端23a、24a、25a、26a呈水滴的形状，其被构造为能够在尝试相对于车座管3沿车座柱2的纵轴线的任一方向移动车座柱2时，增强对车座管3的内表面施加的压力。因此，借助这些水滴形状，当车座2被驱使向车座管3内部移动时，两个凸轮23、24的远端23a、24a增强对车座管3的内表面的压力。相反地，借助它们的水滴形状，当车座柱2被驱使向车座管3的外部移动时，两个凸轮25、26的远端25a、26a可以增强施加在车座管3的内表面上的压力。

在图4中可看到，组成两个凸轮23、26的第一部件28借助第一杆30被致动，而组成两个凸轮25、24的第二部件27借助在车座柱2内纵向延伸的第二杆31被致动。

在图2中可看到，凸轮6、7、8、9的接触表面设有齿50（这些齿例如借助滚花来实施），使得可以增大凸轮6、7、8、9的远端6b、7b、8b、9b接触车座管3的内表面的抓持力。在图4所示的锁定装置22的第二设计中，这种齿50也可设置在凸轮23、24、25、26上。

如图1所示，杆10在车座柱2内纵向延伸至其顶端2a，所述杆10穿过该顶端伸出。所述杆被构造为借助驱动手柄32来致动，如图1所示。图4中所示的类似的具有两个杆30、31的设计也是可行的。

驱动手柄32至少可以将杆10移动至所述杆致动凸轮6、7的位置，并经由弹簧38致动两个凸轮8、9，以使所有的四个凸轮6、7、8、9与车座管3的内表面脱离接合，由此使车座柱2能够相对于车座管3滑动。

锁定装置还包括使凸轮复位（重定位）成邻接车座管3的内表面以便将车座柱2相对于车座管3锁定的复位系统。这个复位系统可根据锁定装置的功能按多种不同的变型设计来实施。因此，在图1至图3所示的锁定装置5中，优选设置回位弹簧（图中未示），该回位弹簧设置在车座柱2与驱动手柄32之间，使得可以致动作用于杆10上的所述驱动手柄32，从而可以将凸轮6、7、8、9复位为邻接车座管3的内表面。这种回位弹簧也能够借助如图4所示锁定装置22在驱动手柄与车座柱2的顶端2a之间来实施。

如图4所示，在这种锁定装置22的设计中，回位弹簧（图中未示）设置在凸轮23、24、25、26与固定到车座柱2的枢转销29之间。这种回位弹簧特别地为螺旋弹簧类型，并可以对凸轮施加力以使其压靠自行车框架的车座管3的内表面。

优选地，如图5所示，车座柱和车座管的横截面具有两个彼此面对的平坦部。因此，车座柱2具有两个平坦部33、34，车座管3具有两个平坦部35、36。当车座柱2接合在车座管3中时，可以防止车座柱2相对于车座管3绕车座柱2和车座管3的纵轴线37旋转运动。另外，凸轮，例如图2所示的锁定装置5的凸轮6、7、8、9被构造为接触车座管3的所述平坦区35、36，如图5示意性所示。这使得可以增大凸轮与平坦部35、36之间的接触面积。

其他变型设计也是可行的，并不背离本发明的范围。例如，在图1至图4所示的设计中，将锁定装置5、22结合在车座柱2中。然而，可以在车座柱2的底端、所述车座柱的外部设置这种锁定装置。为此，例如可以更改支撑枢转销17、19、29的部件18、39的形状，以便将所述部件18、39紧固到车座柱2的所述底端2b。

当然，可以在其他的物品上设置这种锁定装置5、22，在这些物品中，第一管被可滑动地安装在第二管内，并且需要将所述第一管相对于所述第二管锁定。

Claims (17)

1.一种用于将第一管（2）和第二管（3）锁定在一起的锁定装置（5，22），所述第一管和第二管被构造为使所述第一管（2）能够在所述第二管（3）内滑动，所述锁定装置包括至少一个杆（10，30，31），所述杆被构造为在所述第一管（2）内移动并且从所述第一管的外部被驱动到两个位置处，其特征在于，该锁定装置包括由至少两个凸轮（6，7，8，9，23，24，25，26）组成的凸轮系统，所述凸轮安装在所述第一管上以绕垂直于所述第一管（2）的纵轴线（12，37）的至少一个枢转销（17，19，29）枢转，并且所述凸轮被构造为能枢转到第一位置或者第二位置处，在所述第一位置处所述凸轮不接触所述第二管并且允许所述第一管在所述第二管内滑动，而在所述第二位置处每个所述凸轮向所述第二管的内表面施加压力并防止所述第一管在所述第二管内滑动，所述杆与所述凸轮系统被组装在一起，并且所述杆被构造为当所述杆处于解锁位置时使所述凸轮至少移动到其第一位置，一复位系统被构造为使所述凸轮返回到其第二位置。

2.根据权利要求1所述的用于将第一管（2）和第二管（3）锁定在一起的锁定装置（22），其中所述锁定装置具有至少一个杆（30，31）和四个凸轮（23，24，25，26），所述凸轮被安装成相对于彼此交叉的构型，并关于所述第一管的纵轴线（12）对称和不对称，所述凸轮还被安装成绕经过所述第一管的纵轴线并紧固到所述第一管的枢转销（29）枢转。

3.根据权利要求1所述的用于将第一管（2）和第二管（3）锁定在一起的锁定装置（5，22），其中所述杆（10，30，31）在所述第一管（2）内沿纵向移动并且通过所述第一管的远端（2a）延伸出，所述远端设置在所述第二管的外部。

4.根据权利要求1所述的用于将第一管（2）和第二管（3）锁定在一起的锁定装置（5，22），其中所述凸轮系统被构造为在施加到所述第一管上使其向所述第二管的内部移动的力增大时，增强所述凸轮（6，7，8，9，23，24，25，26）在所述第二管的内侧面上的接触压力。

5.根据权利要求1所述的用于将第一管（2）和第二管（3）锁定在一起的锁定装置（5，22），其中所述凸轮系统被构造为在施加在所述第一管上使其向所述第二管的外部移动的力增大时，增强所述凸轮（6，7，8，9，23，24，25，26）在所述第二管的内侧面上的接触压力。

6.根据权利要求2所述的用于将第一管（2）和第二管（3）锁定在一起的锁定装置（22），其中在所述凸轮（23，24，25，26）与固定到所述第一管的所述枢转销（29）之间设有回位弹簧，所述回位弹簧被构造为向所述凸轮施加力，以使所述凸轮压紧到所述第二管的内表面。

7.根据权利要求1所述的用于将第一管（2）和第二管（3）锁定在一起的锁定装置（5），其中所述凸轮系统包括被第一枢转销（11）连接在一起以进行枢转的两个第一凸轮（6，7），所述第一枢转销垂直于所述第一管的纵轴线（12）并固定到所述杆（10），所述两个第一凸轮分别被安装成能绕第二枢转销（17）和第三枢转销（19）枢转，所述第二枢转销和第三枢转销垂直于所述第一管的纵轴线并且被相对于彼此关于所述纵轴线对称地设置。

8.根据权利要求7所述的用于将第一管（2）和第二管（3）锁定在一起的锁定装置（5），其中所述凸轮系统包括被第四枢转销（14）连接在一起以进行枢转的两个第二凸轮（8，9），所述第四枢转销垂直于所述第一管的纵轴线（12），所述两个第二凸轮分别安装成能绕所述第二枢转销（17）和第三枢转销（19）枢转，所述两个第二凸轮相对于所述两个第一凸轮（6，7）关于经过所述第二枢转销和第三枢转销的轴线对称地设置，在所述第一枢转销（11）和所述第四枢转销之间设有回位弹簧（38）。

9.根据权利要求7所述的用于将第一管（2）和第二管（3）锁定在一起的锁定装置（5），其中每个所述第一凸轮（6，7）均设有椭圆形孔（13），所述椭圆形孔被构造为可滑动地接纳所述第一枢转销（11）。

10.根据权利要求8所述的用于将第一管（2）和第二管（3）锁定在一起的锁定装置（5），其中每个所述第二凸轮（8，9）均设有椭圆形孔（15，16），所述椭圆形孔被构造为可滑动地接纳所述第四枢转销（14）。

11.根据权利要求1所述的用于将第一管（2）和第二管（3）锁定在一起的锁定装置（5，22），其中所述锁定装置还包括固定到所述杆（10，30，31）的驱动手柄（32），所述驱动手柄被构造为至少能将所述杆移动到其解锁位置。

12.根据权利要求11所述的用于使第一管（2）和第二管（3）锁定在一起的锁定装置（5，22），在所述第一管和所述驱动手柄（32）之间设置有回位弹簧，所述回位弹簧被构造为向所述杆（10，30，31）施加推力并且使所述凸轮（6，7，8，9，23，24，25，26）返回到其第二位置。

13.根据权利要求1所述的用于使第一管（2）和第二管（3）锁定在一起的锁定装置（5，22），其中所述至少两个凸轮（6，7，8，9，23，24，25，26）设置在所述第一管内，所述第一管设有至少两个槽（20，21），所述槽被构造为允许所述凸轮穿过，以使所述凸轮处于接触所述第二管的内表面的第二位置。

14.根据权利要求1所述的用于使第一管（2）和第二管（3）锁定在一起的锁定装置（5，22），其中每个所述凸轮（6，7，8，9，23，24，25，26）具有至少一个与所述第二管的内表面接触的接触表面，所述接触表面设有被构造为能够抓持所述第二管的内表面的齿（50）。

15.一种自行车（1），该自行车特别地包括具有车座管（3）框架、车座（4）以及从所述车座向下延伸的车座柱（2），所述车座柱被安装成能在所述车座管内滑动，所述自行车还包括根据权利要求1至14中任一项所述的锁定装置（5，22），所述车座柱构成所述第一管，所述车座管构成所述第二管。

16.根据权利要求15所述的自行车（1），其中在所述车座（4）下面设有用于驱动所述杆的驱动手柄（32）。

17.根据权利要求16所述的自行车（1），其中所述车座柱（2）和所述车座管（3）各自具有包括两个彼此相对的平坦部（33，34，35，36）的相交部段，所述凸轮（6，7，8，9，23，24，25，26）在所述车座管中支承所述平坦部（35，36）。

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