CN1724307A - 自行车踏板曲柄、用于踏板曲柄的镶嵌件、及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
用于一个自行车踏板曲柄(100、200)的镶嵌件(1；20；50；70；80)使用与一种聚合物结合的单向结构纤维制造，并且结构纤维根据两个完全不同的方向相互连接。镶嵌件(1；20；50；70；80)有一个连接部分(2；52；72；82)用于同自行车的一部分连接，还有一个紧固部分(4；54；74；84)用于同踏板曲柄主体部分(100；200)连接。
Description
技术领域
本发明涉及用于自行车踏板曲柄的镶嵌件和适用于制造这种镶嵌件的方法。
本发明还涉及包含这种镶嵌件的踏板曲柄和获得这种踏板曲柄的方法。
背景技术
已知有不同类型的踏板曲柄，其具有不同的形状，由不同的材料制造，并且还有各种制造方法以尽最大可能降低重量，在此同时，如果不是提高，至少也要保证保持踏板曲柄的可靠性和抵抗力。
制造更轻的踏板曲柄的趋势导致复合材料的应用。这些复合材料制造的踏板曲柄在重量上比传统的金属材料制造的踏板曲柄更轻。
由于骑自行车的人蹬踏板的作用力保持不变，作用在用复合材料制造的踏板曲柄上的具体作用力也保持不变，在这种情况下，在链条和齿状冠(toothed crown)之间的扭转力和踏板和底部支架的扭转力相应的都保持不变，所以有必要保证复合材料制造的踏板曲柄部位和齿状冠连接区域的界面，底部支架连接区域的界面，以及踏板销连接区域的界面之间分别都保持足够的机械阻力。
为加强这些界面区域，使用金属镶嵌件并通过在一个设置了这些金属镶嵌件的模具中注模热固性复合材料来制造踏板曲柄。
在塑胶状态的复合材料被安排覆盖镶嵌件，包围镶嵌件大部分的外表面。这样，放置入模具的材料在恰当的压力下被加热，直到它形成网状组织。随后踏板曲柄冷却到室温。
在冷却过程中，由于冷却系数的不同，存在包覆着金属镶嵌件的复合材料同镶嵌件本身的外壁倾向于分离的缺点。在冷却过程中也确实存在组成镶嵌件的金属材料同组成踏板曲柄部位的复合材料相比收缩要更厉害的问题，并且两种材料的冷却系数相差越大，分离的程度也越大。这种分离导致金属镶嵌件和复合材料之间粘附性的降低，相应的，分界面区域的固定和阻力性能也会降低。
发明内容
本发明的目的就是解决上述的缺点。
本发明的第一个目的是制造一个用于踏板曲柄并且不会同曲柄分离的镶嵌件，同时保证它所设置在的界面区域具有足够的阻力。
实际上，应用人员的研究已经表明通过给予它们独特的结构，使用复合材料制造镶嵌件是可能的。
本发明的另一个目的是制造一个用于踏板曲柄的镶嵌件，使这种镶嵌件本身的重量小于目前所知的用金属制造的镶嵌件的重量。
本发明的第一个方面在于用于自行车踏板曲柄的一个镶嵌件，其特征为它是由结合在一种聚合物材料中的单向结构纤维构成，并且纤维依照至少两个完全不同的方向连接，同时它还有一个同自行车的某部分连接的连接部分和同踏板曲柄部位固定的紧固部分。
依据多个方向结合的单向结构纤维的优势在于它可以给予镶嵌件更高的结构硬度并允许同自行车部分直接连接。
在一个优选的实施例中，镶嵌件通过将多个由单向的纤维组成的片层堆叠而得到，其中每个片层由单向的纤维通过经纱和纬纱编织在一起形成特定的织物结构。
还是在一个优选的实施例中，镶嵌件为基本沿主轴方向的伸长形状，其中紧固部分同连接部分相邻并且沿主轴方向延伸。优选的，连接部分的长度稍稍大于紧固部分的长度。
在第二个优选实施例中，镶嵌件大致为管状，其中连接部分指管状主体的内表面，紧固部分指管状主体的外表面。
优选的，本发明中的镶嵌件在连接部分有一个可能带有螺纹的通孔用来连接自行车不同的部分，例如齿状冠，踏板的销，或者底部支架的销。
本发明的第二个方面是制造用于自行车踏板曲柄镶嵌件的方法，其中镶嵌件由结合在一种聚合物材料中的单向结构纤维构成，并且纤维依照至少两个完全不同的方向连接。其特征在于此方法包括下述步骤：
提供一个模具；
提供结合在一种聚合物材料中的单向结构纤维，并制造成片层形状；
在上述的模具里，大多数的片层堆叠起来从而使单向结构纤维依据至少两个完全不同的方向取向；
使模具承受在压力和温度变化，从而使聚合物固化；
将镶嵌件从上述模具中取出。
在一个优选的实施例中，提供了在镶嵌件的连接部分制造通孔的其他的步骤。
本发明的另外一个方面在于一个自行车的踏板曲柄，其特征在于它包括一个至少部分的由结合在一种聚合物材料中的结构纤维所构成的复合材料组成的主体部分，特征还在于它包括一个或者多个上述的镶嵌件。
在一个优选的实施例中，踏板曲柄的主体完全由结合在一种聚合物材料中的结构纤维所构成的复合材料组成。
优选的，组成踏板曲柄主要部分的复合材料中的聚合物基本上同组成镶嵌件的单向纤维所包含的聚合物相同。
更优选的，镶嵌件嵌入到踏板曲柄同齿状冠相连接的区域，同底部支架相连接的区域，以及同踏板销连接的区域，从而使得踏板曲柄完全由复合材料组成。
本发明另一方面在于用于制造一个踏板曲柄的方法，其中曲柄的主体至少部分的由结合在一种聚合物材料中的结构纤维所构成的复合材料组成，其特征在于它包括下面的步骤：
提供一个根据想要获得的踏板曲柄外形而成型的模具；
在上述模具中至少一个预定的区域，提供至少一个镶嵌件，其由结合在一种聚合物材料中的结构纤维所构成，并且纤维依照至少两个完全不同的方向连接，同时镶嵌件还包括一个紧固部分和一个连接部分；
在模具中提供上述的复合材料；
将上述复合材料放置在一定压力和温度下，从而使它重新排列并与上述至少一个镶嵌件的紧固部分相接触，同时引起聚合物材料的固化；
将踏板曲柄从模具中取出。
此外，所选择的组成踏板曲柄部分的复合物中的聚合物同组成镶嵌件的单向纤维片层中的聚合物基本相同，从而达到理想的固定效果并且相应的在踏板曲柄主体和镶嵌件之间获得高粘附力。
优选的，镶嵌件连接区域的通孔在踏板曲柄从模具中取出后，特别是在齿状冠同踏板曲柄装配在一起时制造，从而可以根据连接到踏板曲柄的自行车具体部位的要求对通孔自身进行精确的中心调整。
附图说明
根据如下所附示意图，对优选实施例的描述将使本发明的特点和优点更加清晰。
图1为本发明所涉及镶嵌件的轴测示意图；
图2为图1中的本发明所涉及镶嵌件的中间产品的轴测示意图；
图3为图1中镶嵌件的不同实施例中的第一个实施例的剖面图；
图4为图3中镶嵌件沿III°-III°轴的截面图；
图5为本发明的镶嵌件另一个实施例的轴测图；
图6为本发明的镶嵌件又一个实施例的轴测图；
图7为根据本发明制造的踏板曲柄的局部剖面图；
图8为图7中踏板曲柄沿VII°-VII°轴的局部剖视图；
图9为图7中踏板曲柄沿VII°-VII°轴的局部剖视图；
图10为根据本发明所制造的踏板曲柄另一个实施例的分解轴测图。
具体实施方式
本发明所涉及的镶嵌件如图1中所示，并用1表示其整体。
镶嵌件1为轻微延长的弓形形状，并且延长方向沿着X-X主轴延长。它主要包括连接部分2和紧固部分4，都沿着X-X主轴连续延伸。
镶嵌件1中的紧固部分的外表面由多个凹陷区域7a和7b组成。更明确的，第一个凹陷区域7a沿着紧固部分4的外周表面延伸，所有的厚度都为S2并且基本由圆柱形表面构成。第二个凹陷区域7b将紧固部分4中的界面连接区域4a和4b结合起来并且其由切口构成，切口部分地连接紧固部分4中厚度为S2的区域。在不同的实施例中，这些凹陷区域7b仍然能够主要通过通孔将紧固部分4中的所有厚度为S2的部分结合起来。
连接部分2有一个通孔6。
紧固部分4长度为L2，稍稍长于第一部分2的长度L1，而它的宽度H2则小于第一部分的宽度H1。另一方面，连接部分2和紧固部分4的厚度S1和S2基本是相同的。
连接部分2和紧固部分4通过两个半径为R的圆形轮廓的表面8和9连接起来。这种用连续的曲线连接的表面使镶嵌件1中作用在连接部分2和紧固部分4之间过渡区的压力均匀的分布在过渡区的表面。而半径R则在设计阶段根据镶嵌件1所经受的力的组成恰当的选择。
镶嵌件1通过将结合在一种聚合物中的单向结构纤维根据两个完全不同的方向结合起来形成片层，随后将片层堆叠而得到。
在第一个实施例中，单向结构纤维沿两个垂直的方向取向编织在一起，形成一个织物片层的经纱和纬纱，一般这样编织成的片层称为平布(plain fabric)。镶嵌件1随后通过将若干上述平布堆叠起来而得到，数量要足够以达到所需的厚度S1(S2)。
所使用织物的典型厚度在0.3到0.5毫米之间，而镶嵌件1中的S1(S2)的厚度为5毫米，因此要使用10到17层织物。
将单向纤维构成的经纱和纬纱编织而成的织物在不同的实施例中能够编织成任何己知的织物，例如斜纹织布或者缎纹织布。
优选的，但不是必要的，织物中的经纱纤维和纬纱纤维的重量百分比相同。
在第二优选实施例中，单向纤维混合入明显不同的片层中，每一个片层含有单方向取向的纤维。镶嵌件1通过堆叠多个这样的片层而得到，并且片层经过排列使它们所结合的单向纤维的方向不是所有的都一致。在一个优选方式中，单向纤维的片层堆叠起来并且使单向纤维根据两个相互垂直的方向排列。在另一种情况下，单向纤维的片层堆叠起来并且沿多个方向有角度的交错，从而形成单向纤维多个方向分布的基本上各向同性的结构。
在另一实施例中，镶嵌件1通过将上述类型的多个片层结合使用堆叠而成，例如织物片层和仅仅由单向纤维组成的片层相互交替有角度的交错形成镶嵌件1。
典型的，单向纤维从下面的纤维中选择，包括碳纤维，玻璃纤维，芳族聚酸胺纤维，陶瓷纤维，硼纤维和上述纤维的混合物，其中优选碳纤维。
聚合物能够包括热固性塑料材料或者热塑性材料，并根据选择材料的不同使用不同的处理加工，下面我们将会看到实施例。
图2显示为同前面描述的实施例不同的实施例的镶嵌件20，因为它在连接部分2中没有通孔6。
在图3和4中也显示了不同的实施例中的镶嵌件，以50标识。镶嵌件50同图1中所描述的镶嵌件也不同，它的连接部分52的厚度S1要大于紧固部分54的厚度S2，并且连接部分52中的孔56为带有螺纹的。
镶嵌件50的厚度S1为14毫米，而厚度S2大约是厚度S4的一半，大约为7毫米。所使用织物片层，如前所述，典型厚度在0.3毫米到0.5毫米之间，因此为获得所需S1和S4厚度，厚度S3需要使用14到23条织物片层，而厚度S4需要使用28到46条织物片层。
图5所示为另一个不同的镶嵌件的实施例，标识为70。
镶嵌件70大致为管状形状，其中连接部分用72标识，紧固部分用74标识。连接部分72包括在管状主体内表面形成的一个正方形孔76，而紧固部分74包括凹槽形式的凹陷区域77，其在几乎整个镶嵌件70的厚度S3的范围内的管状主体外表面延伸，大约为22毫米。
图6所示为另一个不同镶嵌件的实施例，标识为80。镶嵌件80基本为管状形状，其中连接部分用82标识，紧固部分用84标识。连接部分82包括同管状主体内表面一致的一个螺纹孔86，而紧固部分84包括凹槽形式的凹陷区域87，其在几乎整个镶嵌件80的厚度S4的范围内的管状主体外表面延伸，延伸距离大约为14毫米。
在一个特别的优选方式中，根据本发明制造，并在图1和2中显示的镶嵌件1和20，通过下面描述的方法制造。
在根据镶嵌件1和20的外观成形的第一个半模具中，预先确定数目的织物片层堆叠起来填充在模具中以达到所要的厚度。每一个片层都是由单向的结构碳纤维形成，根据相互垂直的两个方向将经纱和纬纱交叉，形成通常称为“平纹”的结构。织物在模具中排列使经纱和纬纱中的其中一个的方向同镶嵌件1和20主轴X-X方向平行。织物片层的纤维用热固性树脂充满。随后模具同第二个半模具合在一起封闭起来形成一个形状同镶嵌件1和20匹配的腔。两个半模具随后放置在一定的温度和压力范围下，使热固性树脂交连(cross linkage)，从而给予织物片层紧密结构并形成所需的镶嵌件形状。更具体的，当织物片层放置入模具并且树脂具有一定程度的塑性从而允许织物片层的层叠时，热固性树脂的温度从室温开始提高直到到达它的交连温度，也就是它形成刚性结构的温度。交连完成后，镶嵌件冷却，并随后从模具中取出。
单向纤维也能够结合入一种热塑性树脂中。在这种情况下，首先提供相应的压力和温度范围，即当织物片层放置入模具并且树脂基本是刚性的时候，首先将热塑性树脂的温度从室温开始提高直到到达它的玻璃化温度。在玻璃化温度下，不同织物片层的热塑性树脂熔解，使堆叠的织物片层具有塑性的一致性，在一定压力下形成模具的形状。随后是第二步的冷却过程，在这个过程中，热塑性树脂冷却再次获得所需的硬度。然后，将模具打开，取出镶嵌件。
在本说明书的其它部分和随后的权利要求中，在使用热固性材料的情况下，术语“固化”指的是交连过程，而在使用热塑性材料的情况下，熔解过程随后是冷却过程。
通过本方法讲述到此的步骤已经可以获得图2所示的镶嵌件类型20，换句话说，可以获得图1所示但是没有孔6的相同元件。优选的，每一个镶嵌件20上的孔6实际上都是在它嵌入到踏板曲柄后制造出来，下面我们将具体描述。可以选择的，镶嵌件20上的孔6可以用以前的方法通过机械加工获得，例如铣削法，钻孔法或者通过含有研磨粒子的高压浓缩水切割得到。
此外，可选择的，孔6可以在前面的注模过程中直接获得，即在织物片层插入模具和对热固性或者热塑性树脂进行热固定之前，仔细的在织物片层上进行恰当的打孔。
为制造图4中所示的镶嵌件50，也可以使用上述方法。其中，首先是模具填充步骤，将织物片层堆叠起来，具体为排列已确定数目的长度为L1的织物片层到厚度S5，随后堆叠已确定数目的长度为L1+L2的织物片层达到厚度S2，最后堆叠已确定数目的长度为L1的织物片层达到厚度S6。
可选择的，上述镶嵌件1、20、50和它们在厚度上的变化，都可以通过如下步骤获得，具体为：开始形成一个单片的元件，基本是平行六面体的形状，含有堆叠起来的织物片层，并通过前面所述的包括固化过程的模制步骤，随后对其进行机械去料操作，以获得想得到的外形。
在想获得图5和6中的镶嵌件70和80的情况下，上述相同的方法也可以使用，其中的各自的通孔72和82在将材料从模具中取出后再制造比较有利，并且可以通过铣削法，钻孔法或者通过含有研磨粒子的高压集中水柱切割等机械加工获得。
在已经讲述的方法的一个不同的实施例中，片层可以编织成诸如斜纹，缎纹或者其它类型织法所形成的不同形状，或者，织物的经纱和纬纱的重量百分比也可以不同。
在此方法中的另一个优选实施例中，每一个嵌入模具的片层仅仅包括单向结构纤维并且所需的厚度通过在相互垂直的方向交替的堆叠预定数目的片层获得。
在更优选的实施例中，每一个嵌入模具的片层仅仅包括单向结构纤维并且所需的厚度通过在按照一定角度交错的方向上交替的堆叠预定数目的片层获得，从而使单向结构纤维在360°的范围内均匀分布，并基本上具有各向同性的结构。
图7中所示为带有轮辐100的一个踏板曲柄，通常为右面的踏板曲柄，适合同自行车的底部支架连接，同踏板连接，并且适合通过机械连接接纳两个或者更多的齿状冠。这样一种类型的踏板曲柄100的主体为102，其中具有第一个末端102a，用于连接齿状冠(未示出)，还有第二个末端102b用来支撑踏板的销(也未示出)。
在踏板曲柄100的第一个末端102a中有四个轮辐101a-101d，在四个轮辐的末端各自有图1所示的1或者20类型的镶嵌件嵌入。镶嵌件1具有同它们匹配的齿状冠，它上面的链条可以从踏板传递运动到后轮。例如，一个已知的连接齿状冠和带有轮辐100的踏板曲柄的方法在此提供，即，使用设置好的连接螺丝钉插入镶嵌件1中的孔6中，并通过相应的连接螺母将链轮齿固定在轮辐101a-101d上。
如图8所示的详细示意图，每一个镶嵌件1的紧固部分4都被组成相应轮辐末端的材料完全的封住。在这样一种结构下，组成踏板曲柄100的材料填充入紧固部分4的凹陷区域7a和7b，相应的增加了接触面积和踏板曲柄和镶嵌件1之间的附着力。此外，嵌入踏板曲柄100的紧固部分4的长度L2大于突出轮辐101a-101d的连接部分2的长度L1的特征使镶嵌件1具有高稳定性，并且特别的，防止镶嵌件沿它的主轴X-X发生可能挠曲所需的高刚性也同时获得。
再次，在第一个末端102a和中心部位，有一个图5中所示类型的镶嵌件70，底部支架的销以已知的方式固定到镶嵌件上的正方形孔76中。镶嵌件70的紧固部分74和凹槽77完全的被构成踏板曲柄100主体的材料所封住，从而使踏板曲柄100和镶嵌件70之间形成高附着力。
在踏板曲柄100的第二个末端102b中，有一个图3和4所示类型的镶嵌件50，通过螺纹通孔56和踏板上的螺栓将踏板和镶嵌件结合起来(没有表示出来)。连接部分52的厚度S1大于紧固部分54的厚度S2，从而能够获得踏板曲柄100光滑前进的外表面，以提高踏板和踏板曲柄自身的附着力。
正如在图7和图9所看到的，镶嵌件50的紧固部分54被构成踏板曲柄100的材料封住，使踏板曲柄100和镶嵌件50之间获得高的附着力。正如镶嵌件1一样，镶嵌件50的稳定性和同镶嵌件沿它的主轴X-X发生挠曲相关的刚性的获得应归功于嵌入踏板曲柄100的紧固部分54的长度L2大于突出踏板曲柄100末端的连接部分52的长度L1这个事实。
图10显示了一个通常为自行车的左踏板曲柄的踏板曲柄200，其包括一个主体部分202，并且主体部分有连接底部支架的第一个末端202a(没有显示)和连接踏板销的第二个末端202b(没有显示)。
在第一末端202a有一个图5所示类型的镶嵌件70，底部支架的销通过已知的方法固定在镶嵌件的正方形孔76中。镶嵌件70的紧固部分74和特别的，凹槽77，被构成踏板曲柄主体部分200的材料完全的封住，从而在踏板曲柄200的主体部分和镶嵌件70之间得到高的附着力。
在第一末端202b有一个图6所示类型的镶嵌件80，底部支架的销通过已知的方法固定在镶嵌件的正方形孔86中。镶嵌件80的紧固部分84和特别的，凹槽87，被构成踏板曲柄主体部分200的材料完全的封住，从而在踏板曲柄200的主体部分和镶嵌件80之间得到高的附着力。
在两个上述的右踏板曲柄100和左踏板曲柄200中，主体部分102和202优先由结合在一种聚合物材料中的结构纤维构成的复合材料组成。其中，复合材料的纤维能够以无序的形态排列在聚合物中，例如以小片层的形式或者纤维的形式随机排列，也可以以有序的形态排列形成典型的织物结构。结构纤维，如镶嵌件所使用的，可以从下面的各种类型中选择，包括：碳纤维，玻璃纤维，芳族聚酸胺纤维，陶瓷纤维，硼纤维和上述纤维的混合物，其中优选碳纤维。制造踏板曲柄的复合物所使用的聚合物材料优选同使用热固性树脂制造镶嵌件1、50、70、80时所使用的聚合物相同的聚合物。
在不同的实施例中，左踏板曲柄或者右踏板曲柄都可以使用上面描述的两种类型的镶嵌件，也可以使用传统的由铝或者金属材料制造的镶嵌件。例如，在这里，一个右踏板曲柄可以用镶嵌件1来连接本发明中所描述类型的齿状冠，而用于连接底部支架和连接踏板的镶嵌件可以使用铝材料制造的镶嵌件。
在其他的不同的实施例中，踏板曲柄的主体部分可以不必完全由结合在一种聚合物材料中的结构纤维构成的复合材料组成，而是有部分为其它材料或者凹槽，例如本申请作为文献使用的，由同一个申请人申请的专利EP1270393，EP1270394和EP1281609等专利申请书中所提到的中空金属核心或者塑料材料核心。
以优选的方式，上述类型的左踏板曲柄100和右踏板曲柄200使用下面所讲的方法制造。
在根据想要得到的踏板曲柄100和200的外形而成形的第一个半模具中，镶嵌件1、50、70和80根据同齿状冠，底部支架和踏板销的连接情况放置在相应的位置。随后，构成踏板曲柄100和200的主体部分102、202的复合材料设置在模具中。然后，将第二个半模具和第一个半模具合在一起封闭起来形成一个形状同踏板曲柄100和200匹配的腔。复合材料随之加上一定的压力以使复合材料充满模具，并且特别的，使复合材料同镶嵌件1、50、70和80的紧固部分4、54、74和84相互接触。然后，将两个半模具放置在一定的温度变化范围内，使组成踏板曲柄的复合材料中的聚合物材料发生固化。特别的，如果使用热固性树脂聚合物材料，热固性树脂的温度升高，从室温提高到它的交连温度，也就是它开始形成刚性结构的温度。复合材料和镶嵌件1、50、70和80中的紧固部分4、54、74和84的连接随之形成。固化完成后，将踏板曲柄100和200冷却并从模具中取出。
另一方面，如果复合材料使用的聚合物是热塑性树脂，温度和压力变化范围如下，首先将热塑性树脂的温度从室温提高到玻璃化温度。在此温度下热塑性材料熔解，使所用的复合材料具有塑性的一致性并在一定压力下形成模具的形状。随后，是第二步的冷却过程。在此过程中，热塑性树脂冷却并重新具有所需的硬度。模具随之打开，取出踏板曲柄100和200。
在优选的方式中，不是带有孔6、56、76和86的镶嵌件，而是如图2所示类型的没有通孔的镶嵌件放置入模具中，因为所有的必需的孔6、56、76和86都可以在将踏板曲柄从模具取出后的随后的步骤中制造。这种步骤有利于孔6、56、76和86中心的校正，并且可以使齿状冠和踏板的销正确的组装，也可以使带有底部支架的踏板曲柄100和200正确的对齐的连接。
优选的，如上所述，制造踏板曲柄主体部分100和200所用的聚合物材料同制造镶嵌件1、20、50、70和80所用的聚合物材料相同。这样，一起注模的各个部分，也就是踏板曲柄主体部分100和200以及镶嵌件1、20、50、70和80的热系数相同，同时在踏板曲柄和镶嵌件的连接处获得最大的粘附力。
Claims (42)
1.一种用于自行车踏板曲柄(100；200)的镶嵌件(1；20；50；70；80)，其特征在于，它由结合在一种聚合物材料中的单向结构纤维制成，并且所述纤维沿着至少两个不同的方向相接合；并且，该镶嵌件具有连接到自行车的一部分的连接部分(2；52；72；82)和连接到踏板曲柄(100；200)主体的紧固部分(4；54；74；84)。
2.如权利要求1所述的镶嵌件(1；20；50；70；80)，其特征在于，所述单向的纤维结合在至少两个不同的片层中，每个片层都含有单一方向取向的纤维。
3.如权利要求1所述的镶嵌件(1；20；50；70；80)，其特征在于，所述单向纤维编织在一起，并结合在一个单一的织物片层中。
4.如权利要求3所述的镶嵌件(1；20；50；70；80)，其特征在于，所述单向纤维在两个方向取向并且构成所述织物片层的经纱和纬纱。
5.如权利要求2或3所述的镶嵌件(1；20；50；70；80)，其特征在于，它包括多个堆叠的片层。
6.如权利要求5所述的镶嵌件(1；20；50；70；80)，其特征在于，所述片层错开堆叠，从而形成一种结构，该结构含有在多个方向取向的单向结构纤维。
7.如权利要求5所述的镶嵌件(1；20；50；70；80)，其特征在于，所述片层以有序的方式堆叠，从而形成一种结构，该结构含有基本仅在两个方向上取向的单向结构纤维。
8.如权利要求7所述的镶嵌件(1；20；50；70；80)，其特征在于，所述的两个方向基本成直角。
9.如权利要求4所述的镶嵌件(1；20；50；70；80)，其特征在于，所述的单向结构纤维具有相同重量百分比的经纱和纬纱。
10.如权利要求1所述的镶嵌件(1；20；50；70；80)，其特征在于，所述单向结构纤维选自；碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酸胺纤维、硼纤维、陶瓷纤维、及其组合。
11.如权利要求1所述的镶嵌件(1；20；50；70；80)，其特征在于，所述聚合物材料为热固性树脂。
12.如权利要求1所述的镶嵌件(1；20；50；70；80)，其特征在于，所述聚合物材料为热塑性树脂。
13.如权利要求1所述的镶嵌件(1；20；50)，其特征在于，该镶嵌件基本为沿一主轴(X-X)伸长的形状，其中所述的连接部分(2；52)沿着所述主轴(X-X)与所述紧固部分(4；54)相邻接。
14.如权利要求13所述的镶嵌件(1；20；50)，其特征在于，所述的紧固部分(4；54)的长度(L2)大于或者等于所述连接部分(2；52)的长度(L1)。
15.如权利要求13所述的镶嵌件(1；20)，其特征在于，所述的紧固部分(4)的厚度(S2)基本与所述连接部分(2)的厚度(S1)相同。
16.如权利要求13所述的镶嵌件(1；20；50)，其特征在于，所述的紧固部分(4；54)的宽度(L2)小于所述连接部分(2；52)的宽度(L1)。
17.如权利要求13所述的镶嵌件(50)，其特征在于，所述的紧固部分(54)的厚度(S2)小于所述连接部分(52)的厚度(S1)。
18.如权利要求16或17所述的镶嵌件(1；20；50)，其特征在于，所述连接部分(2；52)和所述紧固部分(4；54)通过具有圆形轮廓的表面(8、9)相连接。
19.如权利要求1所述的镶嵌件(70；80)，其特征在于，该镶嵌件具有一主体，该主体的形状基本为管状，所述的连接部分(72；82)被从内部限定在所述管状主体上，且所述紧固部分(74；84)被从外部限定在所述管状主体上。
20.如权利要求1所述的镶嵌件(1；20；50；70；80)，其特征在于，所述的紧固部分(4；54；74；84)在外围表面包含一个或多个凹陷区域(7、7a、7b；77；87)。
21.如权利要求20所述的镶嵌件(1；20；50；70；80)，其特征在于，所述的凹陷区域(7a；77；87)在所述紧固部分(4；54；74；84)的整个厚度范围内(S2；S3；S4)延伸。
22.如权利要求1所述的镶嵌件(1；20；50；70；80)，其特征在于，所述的紧固部分(4；54；74；84)具有若干通孔。
23.如权利要求22所述的镶嵌件(1；20；50；70；80)，其特征在于，所述的通孔沿所述紧固部分(4；54；74；84)的厚度(S2；S3；S4)延伸。
24.如权利要求1所述的镶嵌件(1；20；50；70；80)，其特征在于，所述的连接部分(2；52；72；82)具有至少一个通孔(6；56；76；86)。
25.如权利要求24所述的镶嵌件(50；80)，其特征在于，所述的至少一个通孔(56；86)是带有螺纹的。
26.一种自行车的踏板曲柄(100；200)，其特征在于，该踏板曲柄包括至少部分地由一种复合材料构成的主体(102；202)，该复合材料由结合在一种聚合物材料中的结构纤维构成；并且，该踏板曲柄包括至少一个如以上权利要求中任一项所述的镶嵌件(1；20；50；70；80)。
27.如权利要求26所述的踏板曲柄(100；200)，其特征在于，所述复合材料的所述聚合物材料基本与所述镶嵌件(1；20；50；70；80)的聚合物材料是相同的类型。
28.如权利要求26所述的踏板曲柄(100；200)，其特征在于，它包括多个设置在所述踏板曲柄(100；200)与自行车齿状冠相连接的区域上的镶嵌件(1；20)。
29.如权利要求28所述的踏板曲柄(100；200)，其特征在于，所述镶嵌件(1；20；50)的厚度(S1；S2)小于该镶嵌件所要固定到的踏板曲柄(100；200)的那部分的厚度。
30.如权利要求26所述的踏板曲柄(100；200)，其特征在于，所述的至少一个镶嵌件(50；80)设置在所述踏板曲柄(100；200)与自行车踏板的销相连接的区域。
31.如权利要求26所述的踏板曲柄(100；200)，其特征在于，所述的至少一个镶嵌件(70)设置在所述踏板曲柄(100；200)与自行车底部支架相连接的区域。
32.一种制造用于自行车踏板曲柄(100；200)的镶嵌件(1；20；50；70；80)的方法，该镶嵌件具有结合在一种聚合物材料中的单向结构纤维，并且所述纤维沿着至少两个不同的方向相接合，其特征在于，该方法包括以下步骤；
提供一个成形的模具；
以片层形式提供所述的结合在一种聚合物材料中的单向结构纤维；
在所述的模具中提供多个堆叠的片层，从而使单向结构纤维沿着至少两个不同的方向取向；
使模具经受压力和温度变化，从而使聚合物材料固化；
将镶嵌件(1；20；50；70；80)从所述模具中取出。
33.如权利要求32所述的方法，其特征在于，所述的以片层形式提供所述的结合在一种聚合物材料中的单向结构纤维的步骤包括以下步骤：将所述的单向纤维编织在一起，从而将它们结合到一个单一的织物片层中。
34.如权利要求32所述的方法，其特征在于，所述的在所述模具中设置多个堆叠的片层的步骤以一种有序的方式进行，从而形成一种结构，该结构含有基本只沿两个方向取向的单向结构纤维。
35.如权利要求32所述的方法，其特征在于，所述的在所述模具中设置多个堆叠的片层的步骤成角度地交错排列所述片层，从而形成一种结构，该结构含有沿多个方向取向的单向结构纤维。
36.如权利要求32所述的方法，其特征在于，它还包括在所述镶嵌件(1；20；50；70；80)上形成孔(6；56；76；86)的步骤。
37.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述的孔(6；56；76；86)是在聚合物材料固化之前，通过适当地对所述片层进行塑形得到的。
38.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述的孔(6；56；76；86)是在将所述镶嵌件(1；20；50；70；80)从所述模具中取出之后制成的。
39.如权利要求32所述的方法，其特征在于，所述的模具根据所需要的镶嵌件(1；20；50；70；80)的外形轮廓而成形。
40.如权利要求32所述的方法，其特征在于，还包括在聚合物固化后机械去料的步骤，以根据所需的外形轮廓对镶嵌件(1；20；50；70；80)进行塑形。
41.一种制造踏板曲柄(100；200)的方法，该曲柄包括主体(102；202)，该主体至少部分的由一种复合材料构成，该复合材料由结合在一种聚合物材料中的结构纤维构成，其特征在于，该方法包括以下步骤：
提供根据所需的踏板曲柄(100；200)的外形轮廓而塑形的模具；
在所述模具的至少一个预定的区域中提供至少一个镶嵌件(1；20；50；70；80)，该镶嵌件由结合在一种聚合物材料中的单向结构纤维形成，该纤维沿着至少两个不同的方向相接合，且镶嵌件具有一紧固部分(4；54；74；84)和一连接部分(2；52；72；82)；
在模具中提供所述的复合材料；
使所述的复合材料经受温度和压力变化，从而将它设置成与所述的至少一个镶嵌件(1；20；50；70；80)的紧固部分(4；54；74；84)相接触，并引起聚合物材料的固化；
将踏板曲柄(100；200)从模具中取出。
42.如权利要求41所述的方法，其特征在于，该方法还包括在所述镶嵌件(1；20；50；70；80)的所述连接部分(2；52；72；82)中形成通孔(6；56；76；86)的步骤。
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