CN104044679A - 基于硬纸板的结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于硬纸板的结构，所述基于硬纸板的结构包括两个或者更多个大体细长的构件，所述细长构件相对于彼此成角度并且由多层基于硬纸板的部件切割而成，所述多层基于硬纸板的部件包括至少两层单片硬纸片片材，所述两层单片硬纸板片材围绕纵向增强构件折叠。本发明还提供了由本发明的结构构造而成的优选地为人力车辆框架的框架，而且本发明还提供了制造本发明的结构的方法。

Description

基于硬纸板的结构

技术领域

本发明涉及一种由硬纸板制成或者包括硬纸板的结构，所述结构例如可以是框架（例如，诸如自行车的人力车辆的框架）中的部件。 

背景技术

WO11067742公开了一种人力陆地车辆，其具有足够的刚性，以便运载骑行者。所述车辆由可变成纸浆回收利用和可粉碎回收利用的材料构成。 

发明内容

本发明提供了一种由硬纸板制成或包括硬纸板的结构。通常，由本发明提供的结构包括作为主要部件的硬纸板。有时，该结构还可以包括由除了硬纸板之外的其它材料（例如，木材）制成的某些增强构件或者元件或者可以包括基于硬纸板的构件，所述基于硬纸板的构件通过由除了硬纸板之外的例如木材、金属等的材料制成的连接构件而相互连接。 

本发明的一个方面提供了一种结构，所述结构包括相对于彼此成角度的两个或者更多个大体细长的构件，即，至少第一和第二细长构件，所述两个或者更多个大体细长的构件从多层基于硬纸板的部件上切割而成。术语“大体细长的”应当理解为指的是构件具有这样的长度尺寸，所述长度尺寸较之构件的其它尺寸明显更为突出。大体细长的构件可以具有颇似棒、梁等的整体形状。 

基于硬纸板的部件包括至少两层单片硬纸板片材，所述硬纸板片材围绕纵向增强构件折叠，从而限定了在其端部处具有纵向折叠区域的双层结构，所述区域包括由硬纸板片材的部分围绕的增强构件。至少所述细长构件中的第一构件沿着折叠区域的至少一部分延伸并且包 括所述部分。 

硬纸板片材可以是这种硬纸板片材，所述硬纸板片材包括：（i）由纸、可承重纸或者硬纸板（为了便于参考，下文中将使用术语“纸”作为纸、可承重纸或者硬纸板的统称）制成的至少一个低密度层，所述低密度层布置成限定例如由瓦楞、凹槽或者以其它方式松散堆积的在它们之间限定了多个空隙的纸片或者条形成的多个隔间或者空隙，并且包括（ii）一个或多个衬层硬纸板片，所述一个或多个衬层硬纸片设置在低密度层的一侧或者两侧处以提供衬层（即，将低密度层夹在它们之间）。这种硬纸板面板的示例已知为“波状纸板（瓦楞纸板）”，其由带凹槽或者瓦楞的纸质面板（多块纸质面板）或者条以及位于带凹槽或者瓦楞的纸的一侧或者两侧（即三明治结构）处的一个或者两个平坦的衬层板构成，因此其还可以称作“蜂窝纸板”。瓦楞或者蜂窝硬纸板片材可以是单壁或者多壁硬纸板片材。这些术语还旨在涵盖从纸的单片厚纸面板的简单构造至具有瓦楞、蜂窝和其它层的复杂构造的多种强度的可承重硬纸板。 

根据一个实施例，至少两个细长构件相互结合成一体并且作为整体结构从所述硬纸板部件上切割形成。 

本发明的另一个方面提供了一种用于制造由硬纸板制成或者包括硬纸板的结构的方法。所述方法包括围绕纵向构件折叠硬纸板片材，从而形成大体平面状双层基于硬纸板的部件，其中，纵向折叠区域位于所述大体平面状双层基于硬纸板的部件的边缘处。然后从平面状双层基于硬纸板的部件上切割出所述结构，所述结构包括相对于彼此成角度的至少两个结合成一体的细长构件，所述两个结合成一体的细长构件中的至少一个沿着所述折叠区域延伸。 

增强构件通常具有大体圆形的横截面，例如，圆形、椭圆或者卵形横截面。增强构件通常但不排他地由硬纸板或者木材制成。诸如塑料、金属等的其它材料也是可行的。 

第一细长构件可以制成包括基本全部所述折叠区域或者仅包括所述折叠区域的一部分。通过这些实施例，单个硬纸板部件可以用于制 造由本发明提供的两个或者多个相同或者不同种类的结构。 

嵌入在折叠区域中的增强构件通常在第一细长构件的长度上延伸。通过本发明的这些实施例，该结构还包括支撑构件，所述支撑构件在第一和第二细长构件之间延伸，所述第一和第二细长构件通常相对于彼此成角度并且向该结构提供了额外的加固增强。增强构件也可以由硬纸板制成并且通常还可以由所述硬纸板部件切割而成，且“先天性地”与两个细长构件结合成一体。然而，还能够单独构造支撑构件并且随后以适当的方式将所述支撑构件连接到两个细长构件。 

即使形成一个整体，至少两个细长构件也可以具有自由端，所述自由端通常设计成用于例如通过使用形成或者嵌入在所述结构中的适当连接件或者连接构件连接到其它结构或者结构构件。 

通过本发明的一些实施例，较之纵向增强构件，第一细长构件具有显著更大的承重或者抗弯性能（例如，至少为大约5、10、15倍，乃至至少大约20倍）。本发明的结构通常能够支撑沿着垂直于所述第一细长构件的方向的负荷（当所述第一构件在其两个端部处被支撑时），所述负荷至少为这种结构的重量的大约10、15、20倍，乃至至少大约为25倍。 

结构整体或者其构件可以包括外部涂层，所述外部涂层可以是防火涂层、防液体涂层、防刮擦涂层和其它耐环境涂层中的一种或多种。 

通过一个实施例，如上定义的结构是人力车辆的框架的一部分。根据一个特殊的实施例，该结构构造成人力车辆例如自行车的框架的一部分。这种框架可以包括两个或者更多个部分，所述两个或者更多个部分中的一个或者两个是如本发明提供的结构，所述结构可以相同或者有所区别。例如，互为镜像的两个构件构成自行车框架的后框架部分，而第三结构构成自行车框架的前部部分。 

通过本发明的一个实施例，细长构件中的至少一个构造成用于连接到踏板曲柄。 

还参照同时申请且共同拥有的PCT申请，所述PCT申请要求题目为“包括硬纸板的结构构件（Structural Element Comprising  Cardboard）”的美国临时申请序列号No.61/715,359和61/787,229的优先权（在下文中称作“共有申请”），这些申请的全部内容在此以援引方式并入本发明。所述共有申请描述了其性能和制造方法在细节上作必要修改之后与所述第一细长构件相似的结构构件。 

附图说明

为了更好地理解在此公开的主题并且为了示例性说明在实践中如何实施所述主题，现在将参照附图仅通过非限制性示例的方式描述实施例，在所述附图中： 

图1是具有根据本发明的实施例的框架的自行车的示意性等轴测视图； 

图2是图1中示出的框架的示意性等轴测视图； 

图3A是图2中示出的框架的前框架部件的示意性等轴测视图； 

图3B是图3A中示出的细节A的示意性放大视图； 

图3C是图3A中示出的细节B的示意性放大图； 

图3D是图3A中示出的细节B的示意性后视图； 

图3E是图3A中示出的细节C的示意性放大透视图； 

图3F至图3H是沿着图3A中的线A-A、B-B和C-C获得的示意性剖视图； 

图4A和图4B分别是制造图3A至图3E中示出的前框架的两个阶段的示意性正视图和示意性等轴测视图； 

图5A是图2中示出的框架的后框架部件的示意性等轴测视图； 

图5B是图5A中示出的细节D的示意性放大图； 

图5C是图5A中示出的细节E的示意性放大图； 

图5D至图5E示出了分别沿着图5A中的线D-D、E-E、F-F获得的示意性剖视图。 

具体实施方式

在以下描述中，尽管有时特别提及某张具体视图，但是主要参照 全部附图。 

首先特别参照图1和图2，所述图1和图2示出了自行车100，所述自行车100具有转向装置110、框架102、座部150、车轮160和曲柄组件170。 

框架102包括前框架部分120和两个后框架部分140，所述两个后框架部分140互为镜像。如还将在下文进一步阐释的那样，框架部分中的每一个均大体由硬纸板制成。 

如在图3A至图3E中充分所见，前框架部分120包括两个成一体的细长构件L1和L2以及支撑构件126，所述支撑构件126也与两个细长构件L1、L2形成为一体。 

纵向构件L1和L2的端部部分127L1和127L2分别作为用于与后框架部分140的对应构件147L1'和147L2'、自行车座部150和曲柄组件170相连的部位。如能够看见的那样，与曲柄组件联接的端部部分127L2具有圆形形状。 

图4A和图4B示意性图解了制造前框架部分120的方式。如在这些附图中可见的那样，整个前框架部分120由单片硬纸板124制成，所述单片硬纸板124围绕增强构件折叠，所述增强构件由杆123构成，所述杆123沿着硬纸板片材124的折叠区域121延伸。增强构件通常由硬纸板制成，但是也可以由木材、塑料和其它材料制成。硬纸板片材通常是双壁带瓦楞、多壁带瓦楞或者蜂窝型硬纸板片材。 

在将片材124折叠之后，便将片材124的左侧和右侧部分124A、124B固定到彼此（例如，通过粘合剂AD、缝纫、用U形钉固定等），使得其左侧和右侧部分牢固地围绕增强杆123并且在增强杆123周围闭合且至少形成双层预制基于硬纸板的部件128。然后可以将图4B中示出的预制结构切割成所需形状——在本示例中示出（由虚线示出）为切割成前框架部分120的形状。 

结果，细长构件L1具有沿着其全部长度行进的增强杆123并且包括折叠区域121，而细长构件L2以及支撑构件126由双层硬纸板制成但不具备贯穿其中的增强杆。 

关于这一点，图3F至图3H示出了沿着线A-A、B-B和C-C（图3A）获得的示意性截面。如可见的那样，构件L1、L2和126中的每一个均包括双层硬纸板，而细长构件L1还包括增强杆123，所述增强杆123可以由硬纸板制成，但也可以由木材和其它材料制成。这个具体实施例中的增强构件具有圆形横截面。然而，应当指出的是，其可以具有椭圆或者其它圆形的横截面形状。通常，细长构件L1具有所述共有申请的结构构件的特征并且其内容在此以针对其相关部分参考的方式并入本发明。 

通过使用多个销180（见图1并且所述销可以由硬纸板、木材或者其它材料制成）以图2中示出的方式将前、后框架部分120、140组装在一起，所述销180装配到框架部分120、140中的指定的通孔125A、125B、125C中。框架部分120、140具有重叠部分并且可以通过在这些部分的并置表面上施加粘合剂AD而确保紧密联接。 

特别地，如图3B所示，框架部分120的前部分在硬纸板部分124A和124B中包括四个纵向定向的盲孔125A以及垂直于盲孔125A和部分120的侧表面的四个钻孔125B。这组盲孔和钻孔用于通过使用销（未示出）连接（articulation）到转向装置110的前框架部分120，所述销从转向装置的柄以及翼片115突出，所述翼片115从转向装置延伸并且附接到部分120的侧表面。 

端部部分127L1形成有八个通孔125C，所述通孔125C也垂直于并且贯通两个部分124A、124B，并且构造成用于附接到后框架部分140的对应端部部分147L1。 

倒圆端部部分127L2设置有六个通孔，所述六个通孔垂直于并且通过两个部分124A、124B，并且沿着圆周围绕圆形部分127L2布置且构造成用于附接到两个后框架部分140的对应端部部分147L2'，以便共同形成用于曲柄170的曲柄组件座部172。 

在图5A-5C中单独地示出了后框架部分140。尽管构造不同，但是如框架部分120一样，其由单个双层硬纸板部件构造而成。然后从所述部件切割出框架部分140，使得具有被硬纸板片材部分围绕的增 强构件的折叠区域141最终形成细长构件L1，类似于折叠区域121形成部分120的细长构件L1的情况。为此，将用加上“20”的类似附图标记表示部分之间的等同构件，即，前框架120的硬纸板部分124A等同于后框架部分140的硬纸板部分144A。 

后框架部分140还包括两个纵向构件L1'和L2'，所述两个纵向构件L1'和L2'分别具有端部部分147L1'和147L2'，所述端部部分147L1'和147L2'构造成用于附接到前框架部分120的相应端部部分127L1、127L2。 

如结合图4A和图4B在上文解释的那样，整个后框架部分140也由单片硬纸板144制成，所述硬纸板144围绕沿着硬纸板片材144的折叠区域141延伸的增强杆143折叠。 

在将片材144折叠并且其部分144A、144B固定到彼此以后，便能够将其切割成后框架部分140的所需形状。后三角形部件附接到切割出的结构，以便构成三角形突出件149。 

细长构件L1'因此具有沿着其整个长度延伸的增强杆143并且包括折叠区域141，而细长构件L2'由双层硬纸板形成但不具备延伸通过其中的增强杆。这具体在图5D和图5E中可见。 

后框架部分140还形成有轴口146，所述轴口146构造成用于将后车轮160的自行车100的后轴接收在其中。 

通过使用多个销180（在图1中可见所述销180中的一些，并且所述销180可以由硬纸板、木材、塑料和其它材料制成）以图2示出的方式将前和后框架部分120和140组装在一起，所述销180装配到不同框架部分120、140中的指定钻孔125A、125B、125C、128、145、148中。不同的框架部分120、140具有重叠部分并且可以通过使得销180通过钻孔并且在这些部分的并置表面上施加粘合剂AD而且还通过其它方式来确保紧密联接。 

如上所述，后框架包括两个镜像框架部分140，所述两个镜像框架部分140附接到前框架部分120的相对侧部。除了别的之外，这提供了坚固稳定的框架构造，其在两个侧部上增强了前框架部分120（， 并且镜像框架部分140之间的间隙将后车轮160接收在其间）。 

包括两个框架部分120、140的组装而成的框架102一起形成闭合轮廓的结构，其包括两个增强构件123、143，所述增强构件提供了坚固构造，以用于支撑相当大的负荷。特别地，框架102能够支撑至少两个成年男性的重量（大约200Kg）和/或适当地将这种重量传递到自行车100的车轮160。 

Claims (18)

1.一种结构，所述结构包括：

两个或者更多个大体细长构件，所述细长构件相对于彼此成角度并且由多层基于硬纸板的部件切割而成，所述多层基于硬纸板的部件包括至少两层单片硬纸板片材，所述硬纸板片材围绕纵向增强构件折叠，从而限定了纵向折叠区域，所述纵向折叠区域包括由所述硬纸板片材的部分围绕的所述增强构件；和

所述细长构件中的至少第一细长构件沿着所述折叠区域的至少一部分延伸并且包括所述至少一部分。

2.根据权利要求1所述的结构，其中，所述两个或者更多个细长构件中的至少两个相互形成一整体。

3.根据权利要求2所述的结构，其中，所述增强构件具有圆形横截面。

4.根据权利要求1-3中的任意一项所述的结构，其中，所述增强构件由硬纸板或者木材制成。

5.根据权利要求1-4中的任意一项所述的结构，其中，所述第一构件包括基本整个折叠区域。

6.根据权利要求3所述的结构，其中，所述增强构件在所述第一构件的长度上延伸。

7.根据权利要求1-6中的任意一项所述的结构，所述结构还包括支撑构件，所述支撑构件在所述细长构件中的所述第一细长构件和至少另一个细长构件之间延伸。

8.根据权利要求7所述的结构，其中，所述支撑构件由硬纸板制成。

9.根据权利要求1-8中的任意一项所述的结构，其中，所述至少两个细长构件形成一整体，所述细长构件中的一个或多个具有能够连接到其它结构或者其它结构构件的自由端部。

10.根据前述权利要求中的任意一项所述的结构，其中，至少所述第一细长构件的承载或者抗弯性能显著大于所述纵向增强构件的承载或者抗弯性能。

11.根据前述权利要求中的任意一项所述的结构，其能够支撑沿着垂直于所述第一细长构件的方向的负荷，所述负荷是所述结构的重量的至少10倍。

12.根据前述权利要求中的任意一项所述的结构，所述结构包括外部涂层。

13.根据权利要求12所述的结构，其中，所述外部涂层包括防火涂层、防液涂层、耐刮擦涂层和其它耐环境涂层中的至少一种。

14.根据前述权利要求中的任意一项所述的结构，所述结构是人力车辆的框架的部件。

15.根据权利要求14所述的结构，其中，所述细长构件中的至少一个的至少一个端部构造成连接到踏板曲柄。

16.一种用于人力车辆的框架，所述框架包括两个或者更多个根据权利要求1-15中的任意一项所述的结构。

17.根据权利要求16所述的框架，所述框架的尺寸和形状适于人类骑行者。

18.一种用于制造结构的方法，所述方法包括：

使得硬纸板片材围绕纵向构件折叠，从而形成大体平面状双层基于硬纸板的部件，所述大体平面状双层基于硬纸板的部件在其边缘处具有纵向折叠区域；和

由所述部件切割出结构，所述结构包括至少两个细长构件，所述两个细长构件中的第一细长构件沿着所述折叠区域延伸并且与所述细长构件中的至少另一个细长构件结合成一体且相对于所述另一个细长构件成角度。