CN107107978B - 一种防盗车锁装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防盗自行车锁装置，其中自行车具有鞍座支柱(4)、鞍座(3)和车架后管(2)，所述装置具有可折叠的锁环，所述环能缠绕在自行车和固定物体上，所述环包括多个环节，其中每个环节为预定长度，第一个环节由鞍座支柱(4)(为空心管)构成，第二环节(8、16和20)的外径小于鞍座支柱(4)的直径，第二环节的第一端滑动地连接在鞍座支柱(4)上并在其内部滑动；鞍座支柱(4)远端部的封闭件(11、17)，用于防止第二环节(16、20)脱离鞍座支柱(4)；锁(7)，靠近鞍座(3)连接在鞍座支柱(4)的上部；和锁部件(9)，连接在所述环的最后一节的自由端上，能正好安装在所述锁(7)中并与所述锁(7)啮合；所述环节能推入呈压缩状态且能拉出形成环，其中在压缩状态，除鞍座支柱(4)之外的环节放在鞍座支柱(4)的空心内部空间和后管(2)之中；所述环至少还包括一个环节，该环节连接在第二环节(8、16、20)的远端；且所述环在完全展开状态下的最小长度(LL)至少等于车架后管的长度(LFT)与鞍座支柱长度(LSC)二倍之和，计算公式如下：LL>LFT+2*LSC。
Description
技术领域
本发明涉及一种嵌在鞍座支柱中的防盗车锁装置，所述车锁装置具有一个可折叠或可压缩环，所述环可缠绕在栅栏、杆或任何固定物体上，自行车能以这种缠绕的方式锁留在这些地方。
背景技术
目前已知有几种不同的车锁装置，它们均嵌在空心鞍座柱内部可以利用的空间中。DE 4336605 A1显示了一种实施例，在该实施例中，鞍座支柱中内嵌一个链条，链条伸出支柱并延伸到车架后管的内部下端。在较宽的空心空间中设置链条需要使用附加的缓冲元件，否则在骑行时，车辆不可避免的振动会产生扰人的噪音，因为金属链条紧靠在其周围的金属管上。进一步的问题在于链条的有限长度，链条太短不方便使用，这将在本说明书的后面部分详细说明。
DE 20220513 U1中描述了另一种已知的装置，在这种装置中，使用钢丝绳，钢丝绳以滑动的方式插入鞍座支柱中并延伸进入车架管的内部，车架管支撑着鞍座支柱。下文将联系图2详细解释与这种装置有关的问题，但是简而言之，所述结构允许锁定机构使用的总长度也太短而不够日常使用。
GB 2414218中描述了第三种设计，在这种设计中，使用卷绕成一定直径的螺旋钢丝绳，直径保证正好能放入鞍座支柱的空心内部中和下面车架的空心管中。若钢丝绳具有提供高效防盗保护所需的强度和刚性，它应该具有一定的最小厚度和强度，这种最小厚度和强度会限制其卷绕成螺旋圈的直径。所需强度和能放在可利用直径内的需要是相互矛盾的要求，然而又增加了钢丝绳的最小长度作为第三种要求。经反复使用后，螺旋圈往往会扩大，因此使用后很难将螺旋圈推入管中。
值得注意的是DE 10215532 A1中所述的另一种车锁装置，这种锁定装置不插在鞍座支柱中，而是有多个扁钢条在它们各自的端部绕枢轴地彼此连接。在两个开放端，安排锁的配套部件，以便将这两个部件锁在一起。可以用钥匙或者密码组合解锁。在展开状态中，钢条可成所需的形状，即构成将自行车连接到固定柱子上的环。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能方便地放在鞍座支柱的空心内部和其在车架后管的空心延长部中的车锁装置。这种装置能提供所需的长度，容易展开和重新恢复至初始位置，且在骑行中能避免产生恼人的噪音。
为了实现这个目的，提供了一种防盗自行车锁装置，其中，自行车具有一个鞍座支柱，鞍座由鞍座支柱和车架后管支撑，鞍座支柱能正好装在车架后管中并且能在其中调整和固定鞍座支柱的位置。本装置具有一个可折叠的锁环，所述环能缠绕在自行车和固定物体上以防止自行车被偷走，所述环包括多个环节，其中每个环节为预定长度，第一个环节由鞍座支柱(为空心管)构成，第二环节的外径小于鞍座支柱的直径，第二环节的第一端滑动地连接在鞍座支柱上并在其内部滑动；鞍座支柱远端部的封闭件，用于防止第二环节脱离鞍座支柱；锁，靠近鞍座连接在鞍座支柱的上部；和锁部件，连接在所述环的最后一节的自由端上，能正好安装在所述锁中并与所述锁啮合；所述环节能推入呈压缩状态且能拉出形成环，其中在压缩状态，除鞍座支柱之外的环节放在鞍座支柱的空心内部空间和后管之中；根据本发明，所述环至少还包括一个环节，该环节连接在第二环节的远端；且所述环在完全展开状态下的最小长度LL大于或等于车架后管的长度LFT与鞍座支柱长度LSC二倍之和，计算公式如下：LL≥LFT+2*LSC。
鞍座支柱和车架后管采用实用尺寸时，该最小长度约为1m。这些环节的长度可增加到它们能放在鞍座支柱和车架后部的组合空腔中。
在优选的第一实施例中，在鞍座支柱的内部插设一个支撑件，支撑件的外径保证其能正好宽松地装在鞍座支柱的内径中，支撑件具有一个向下逐渐缩小的部分；第二环节为一个管子，其上端绕枢轴地连接在支撑件的逐渐缩小的部分上；封闭件具有一个开口，允许枢轴连接通过，从而，当管子完全从鞍座支柱拉出时，管子能自由弯曲至少90°。
在本实施例中，优选地，若在所述管子的下端(钢丝绳的外径小于管子的内径)连接一根软防盗钢丝绳，钢丝绳的上端和管子的下端分别设置配合的缓冲件，以便将钢丝绳插入管子中并能在其中拉动钢丝绳且可防止钢丝绳脱离，钢丝绳的长度至少与鞍座支柱一样长，且锁部件固定在钢丝绳的外端。
在替代性的第二实施例中，第二环节约与鞍座支柱一样长或者稍短；更多的环节包括强固材料制成的多个扁条，这些环节通过各自的枢轴连接在各自的端部彼此连接，枢轴连接能允许相邻扁条相对彼此发生角位移，其中第一扁条连接到第二环节的端部；在折叠状态下，这些扁条构成扁条系统，所述扁条系统的长度稍短于位于鞍座支柱末端下面的车架后部中的自由空间，它们的宽度和组合厚度小于车架后管的自由截面积，折叠状态的扁条系统能插入车架后管中；锁部件连接在所述扁条的最后一个上。
优选地，若第二环节为防盗软钢丝绳。
在本第二实施例的一个版本中，在鞍座支柱的内部插设一个支撑件，支撑件的外径保证其能正好宽松地装在鞍座支柱的内径中，支撑件具有一个向下逐渐缩小的部分；第二环节为一个管子，其上端绕枢轴地连接在支撑件的逐渐缩小的部分；封闭件具有一个开口，允许枢轴连接通过，从而，当管子完全从鞍座支柱拉出时，管子能自由弯曲至少90°；所述管子绕枢轴地连接在所述扁条系统的第一个扁条上，所述管子至多比鞍座支柱稍长，以便在以压缩状态放入车架后部中时为扁条系统留有空间。
在第三实施例中，在鞍座支柱的内部插设一个支撑件，支撑件的外径保证其能正好宽松地装在鞍座支柱的内径中，支撑件具有一个向下逐渐缩小的部分；第二环节为一个管子，其上端绕枢轴地连接在支撑件的逐渐缩小的部分；封闭件具有一个开口，允许枢轴连接通过，从而，当管子完全从鞍座支柱拉出时，管子能自由弯曲至少90°；更多的环节均为管子，这些管子以套筒的方式插入彼此，这些管子中相邻两个管子之间的每个连接为枢轴连接。在完全拉伸的状态下，能将连接的管子弯曲至少90°，在压缩状态下，套筒的总长度比鞍座支柱和其下的自由空间的组合长度短。
所述车锁装置为所述的任务提供了一个很好的解决方案，因为在压缩状态下，它能隐藏在鞍座支柱的内部和周围车架后管中，但在展开状态下，它具有足够大的长度以缠绕在树、杆子或任何可能的固定物体上，从而将自行车固定在这些物体上。更进一步地，这种结构足够紧密，能防止在骑自行车时产生不必要的振动。在本说明书中，术语“自行车”涵盖串座双人自行车、三轮车和具有鞍座支柱且鞍座支柱上套有较长管子的所有车辆。
附图说明
下面结合较佳实施例和附图对本发明进行说明。附图中，
图1为配有本发明的车锁装置的自行车；
图2为传统车锁装置的典型现有技术模型；
图3为本发明的第一实施例的部分剖视图；
图4为第二实施例的部分剖视图；
图5为第三实施例的剖视图；
图6为带鞍座和鞍座支柱的本第三实施例，在折叠状态下；
图7为展开状态下的同一装置，无鞍座；
图8为展示第三实施例如何形成环的简图；及
图9为展示了如何用本第三实施例将自行车锁在杆子上的例子。
具体实施方式
如图1所示，自行车1具有一个传统的车架，车架有一个三角形的中间部分，所述三角形中间部分由三个相互焊接的管子构成，其中后管2具有空心的内部，其上端开口，空心鞍座支柱4能插在所述的空心内部。鞍座3用连接件5以传统的方式连接并固定在鞍座支柱4的上端。鞍座支柱4可用快速紧固件6固定在后管2上，并可调至调节范围内的任何位置，以便骑自行车的人能将鞍座调至最方便的高度。后管2具有空心的内部，空心在内部末端位置E处终止，因为需要使用下面的空间来连接其他两个管子。
图2展示了传统车锁装置的放大剖视图。锁7紧靠着连接件5固定在鞍座支柱4上，所述连接件可为套设在支柱4上的空心圆柱体，也可以设在支柱4的侧面并用螺栓固定在所述侧面上。在鞍座支柱7的内部，设置钢丝绳8，钢丝绳的下端固定锁部件9。钢丝绳的上端连接在缓冲件10上，所述缓冲件为带肩圆柱件，外径保证其能宽松地装入鞍座支柱4的圆柱形内部。鞍座支柱4的下端连接一个封闭件11，所述封闭件11的存在能防止钢丝绳8被完全拉出鞍座支柱4。钢丝绳8用柔软的强固塑料保护管覆盖，用钢丝制成以提供所需的强度。
所述锁7具有一个第二锁部件12，所述第二锁部件在形状上与第一锁部件9互补，以便第一锁部件9能插入并锁定在其中。所述锁7可用钥匙(未示出)或利用数字的代码组合打开，代码组合可在数字锁盘13上调节。
对于图2中所示的装置的使用条件，车架管2的长度LFT是一个重要的尺寸，这个长度从管子2的开口顶部延伸至空心内部的内端位置E。另一个重要尺寸是鞍座支柱的长度LSC。
如图2所示，钢丝绳8从鞍座支柱4的下端伸出，且在调节鞍座的高度时，该端下的空间会改变，但是即使鞍座在最低高度时(即当所述锁7的下表面到达鞍座支柱4的顶端)，系统也必须起作用。
该自由可用尺寸为钢丝绳8从鞍座支柱出来的最大伸长量ME，即
ME＝LFT-LSC. (1)
钢丝绳最大长度MCL为该最大伸长量ME与鞍座支柱的长度LSC之和，即
MCL＝ME+LSC (2)
因为即使在钢丝绳8渗出支柱距离为ME时，缓冲件10能滑动到鞍座支柱4的末端，即到封闭见11处。
当为了锁定，鞍座3和鞍座支柱4从车架柱2抽出时，这样在锁7和锁部件9之间形成不完全柔性元件，其最大环长度MLL为鞍座支柱的长度LSC和钢丝绳的最大长度MCL之和：
MLL＝LSC+MCL， (3)
代入等式(2)得到的MCL的值，得到：
MLL＝LSC+ME+LSC，即
MLL＝2LSC+ME (4)
现在，将等式(1)得到的ME的值代入等式(4)，得到：
MLL＝2LSC+LFT–LSC，即
MLL＝LSC+LFT (5)
换句话说，可用于环绕杆子或固定物体的环的最大长度MLL为车架管LFT与鞍座支柱LSC的组合长度。在这两个部件中，鞍座支柱4为刚性线性部件，只有伸出来的钢丝绳8能弯曲并返回到所述锁上。
在普通的自行车中，车架后管2的长度约为400-500mm，鞍座支柱4的长度约为250-350mm。若我们取二者的最大值，则最大环长度将约为850mm。
我们有这样的经验：若要将自行车固定在杆子、树或固定物件上，需要至少1100mm的总长度，超过1200mm更好，特别是因为鞍座支柱4是刚性的且无法弯曲。
现在显然，即使选择尽可能大的钢丝绳或链条长度，现有技术的解决方案(如图2所示)也不足够长和方便地将自行车锁在大多数可能利用的固定物体上。
参考图3，展示了本发明的车锁装置的第一实施例。鞍座支柱4以传统方式装在车架的后管2中。在鞍座支柱4的内部，若我们从上往下看，设有一个滑动支撑件14并能在其中滑动，所述滑动支撑件具有圆柱形上部，所述圆柱形上部宽松地装在鞍座支柱4的内部。支撑件14具有一个扁平下部，枢轴15穿过该处以将中间滑动管16与支撑件14绕枢轴地连接起来。中间滑动管16的上端也是扁平的，以便所述轴的头的距离小于所述管16的外径。在鞍座支柱4的下端，设置空心缓冲件17以防止支撑件14脱离鞍座支柱4的内部，并且能起到闭合件的作用。空心缓冲件17的内径稍大于中间管16的外径，从而支撑件14的扁平部分能从空心缓冲件伸出，在此位置处，中间管16能相对鞍座支柱绕枢轴转动。
在中间管16的内部，与前述现有技术的实施例类似，设置锁定钢丝绳8，钢丝绳的下端设置锁部件9。中间管16的下端设置止动器，用于防止钢丝绳8脱离中间管16。
所述中间管16用强固材料制成，例如钢，所述材料应能抵抗自行车用这种车锁装置锁上时受到的大多数的攻击性袭击。
中间管16和钢丝绳8的最大长度(除了它们连接处的较短长度)约等于前一实施例中等式(2)所定义的最大钢丝绳长度MCL，因此本实施例中总环长度为鞍座支柱的长度LSC与车架柱2的长度LFT的二倍之和，即
MLL＝LSC+2LFT (6)
该长度比前一实施例中的长约为车架管2的长度，这样环长度增加至少约350mm，从而环总长度达到所需的值。更进一步地，由于中间管16能通过枢轴连接弯曲，环弯曲的自由度更高。
图4为本发明的车锁装置的第二实施例。在本实施例中，钢丝绳8设在鞍座支柱4的内部并能在以引导下在其中运动，但是，在此钢丝绳8的最大长度为鞍座支柱4的长度，因为自由空间(其长度为ME，如前文所定义)用于容纳枢轴扁条系统18。在本实施例中，所述锁部件9设在所述枢轴扁条系统的末端。
显然，在鞍座支柱4的内部，若不使用钢丝绳8，也能如图3中所示的使用中间管，但是在这种情况下，所述管16的下端和所述扁条系统18的连接也应该为枢轴连接。像这样的扁条系统类似于DE 10215532文件中所示的系统，但是单个扁条19的长度应该小于鞍座支柱4下面的可用空间ME，且在选择它们的尺寸(宽度和厚度)时，应该保证车架后管2的内部能容纳整个扁条系统18。根据所述的近似长度数据，钢丝绳的长度等于鞍座支柱4的长度，即约在250-350mm之间(中间值：300mm)，且后管2的中间长度为450mm，则扁条系统18的可用空间为150mm。
在本实施例中，鞍座支柱的长度LSC和钢丝绳8的长度(几乎与LSC值相同)均为总环长度的一部分。若我们将LSC的平均值取作300mm，鞍座支柱与钢丝绳的组合长度将为600mm。若所需总环长度选作1200mm，则扁条系统18的总长度为1200-600＝600mm才能足够。一根扁条19的长度应该小于150mm，即若我们取5根扁条，每根约为130mm，则扁条系统的总长度将为：5x130＝650mm，从而得到比所需的1200mm长的环长度。若扁条用钢制成，约3-4mm的厚度便能提供所需的强度，这样至多20mm宽的五根扁条能很容易放在车架管2中，所述车架管的标准内径为29.6mm。3.5mm厚、18mm宽的扁条具有形成防盗环所需的足够强度。由于总长度减小，扁条19的数量比上面参考的整个环用扁条的出版物中少的多。
本实施例的一个优点是高度的柔韧性，因为每一个扁条19通过枢轴连接与相邻的扁条连接，因此环能形成任何所需的形状。
在图5-9中，展示了本发明的车锁装置的第三实施例。在本实施例中，在鞍座支柱4的内部设置一个含三个元件20、21和22的套筒装置。在这三个元件中，至少上面两个为管状，而最窄的最后一个还可以为杆。所有这些元件20-22与下面一个元件均为枢轴连接，这些接头的存在应不妨碍这些元件彼此相互推入并进入鞍座支柱4的内部，并且它们能伸出车架后管2中直至达到其末端。所述锁部件9固定在最后一个元件22的自由端上。枢轴连接与支撑件14及第一实施例中图3中所示的枢轴15连接到中间管的上端的设计类似。
图6展示了在压缩状态下的这三个元件20-22，此时仅能看到各个元件的端部。图7的比例尺与图6相同，它展示了完全展开(拉开)状态下的元件20-22。在每个连接处，相邻元件能相对彼此转动大于90°，这样这三个元件和鞍座支柱4能形成图8所示的环。
元件20-22的长度稍短于车架后管2的长度，因此总环长度MLL(采用前面命名时)略短于：
MLL≤LSC+3*LFT (7)
若取前面提到的中间长度值，则MLL<300+3x400mm＝1500mm。
从容易处理的角度看，若这些元件等于鞍座支柱4或者比其长不了多少，则会更好。
图9展示了如何利用固定杆子23(例如路灯柱)防盗的例子，其中环围住自行车1的车架且它的最后一个元件22插在鞍座支柱4的锁中。打开锁后，元件20-22能向后退至成图6所示的状态，并和鞍座3和鞍座支柱4仪器插入开口的车架后管2中。
上述的三个实施例仅为较佳示例，但本发明不限于任何这些示例性实施例。本发明的车锁装置的主要优点在于它的简易性，以及它不仅能提供所需的环长度，而且具有高度的柔韧性，能够连接在街道上任何固定物体上，并能重新放回车架后管2内看不见的存放处。
Claims (4)
1.一种防盗自行车锁装置，其中，自行车具有一个鞍座支柱(4)，鞍座(3)由鞍座支柱(4)和车架后管(2)支撑，鞍座支柱(4)能正好装在车架后管中并且能在其中调整和固定鞍座支柱的位置，所述装置具有可折叠的锁环，所述环能缠绕在自行车和固定物体上以防止自行车被偷走，所述环包括多个环节，其中每个环节为预定长度，第一个环节由鞍座支柱(4)构成，所述鞍座支柱(4)为空心管，第二环节(8、16和20)的外径小于鞍座支柱(4)的直径，第二环节的第一端滑动地连接在鞍座支柱(4)上并在其内部滑动；鞍座支柱(4)远端部的封闭件(11、17)，用于防止第二环节(16、20)脱离鞍座支柱(4)；锁(7)，靠近鞍座(3)连接在鞍座支柱(4)的上部；和锁部件(9)，连接在所述环的最后一节的自由端上，能正好安装在所述锁(7)中并与所述锁(7)啮合；所述环节能推入呈压缩状态且能拉出形成环，其中在压缩状态，除鞍座支柱(4)之外的环节放在鞍座支柱(4)的空心内部空间和车架后管(2)之中，其特征在于，所述环至少还包括一个环节，该环节连接在第二环节(8、16、20)的远端；且所述环在完全展开状态下的最小长度LL大于或等于车架后管的长度LFT与鞍座支柱长度LSC二倍之和，计算公式如下：LL≥LFT+2*LSC；及在鞍座支柱(4)的内部插设支撑件(14)，所述支撑件的外径保证其能正好宽松地装在鞍座支柱(4)的内径中，支撑件(14)具有向下逐渐缩小的部分；第二环节为管子(16)，其上端绕枢轴地连接在支撑件(14)的逐渐缩小的部分上；封闭件(17)具有开口，允许枢轴连接通过，从而，当管子(16)完全从鞍座支柱(4)拉出时，管子(16)能自由弯曲至少90°。
2.根据权利要求1所述的自行车锁装置，其特征在于，在所述管子(16)的下端连接一根防盗软钢丝绳(8)，钢丝绳(8)的外径小于管子(16)的内径，钢丝绳(8)的上端和管子(16)的下端分别设置配合的缓冲件，以便将钢丝绳(8)插入管子(16)中并能在其中拉动钢丝绳(8)且可防止钢丝绳(8)脱离，钢丝绳(8)的长度至少与鞍座支柱(4)一样长，且锁部件(9)固定在钢丝绳(8)的外端。
3.根据权利要求1所述的自行车锁装置，其特征在于，第二环节与鞍座支柱(4)一样长或者稍短；另外更多的环节包括强固材料制成的多个扁条(19)，这些环节通过各自的枢轴连接在各自的端部彼此连接，枢轴连接能允许相邻扁条相对彼此发生角位移，其中第一扁条连接到第二环节的端部；在折叠状态下，这些扁条(19)构成扁条系统(18)，所述扁条系统的长度稍短于位于鞍座支柱(4)末端下面的车架后部(2)中的自由空间(ME)，它们的宽度和组合厚度小于车架后管(2)的自由截面积，折叠状态的扁条系统(18)能插入车架后管(2)中；锁部件(9)连接在所述扁条(19)的最后一个上。
4.根据权利要求1所述的自行车锁装置，其特征在于，所述环包括更多的环节，所述更多的环节均为管子(21、22)，这些管子以套筒的方式插入彼此，这些管子(20、21、22)中相邻两个管子之间的每个连接为枢轴连接；在完全拉伸的状态下，能将连接的管子(20、21、22)弯曲至少90°，在压缩状态下，套筒的总长度比鞍座支柱(4)和其下的自由空间的组合长度短。
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