TWI405692B

TWI405692B - 自行車底部托架組件

Info

Publication number: TWI405692B
Application number: TW096105289A
Authority: TW
Inventors: Pra Giuseppe Dal
Original assignee: Campagnolo Srl
Priority date: 2006-02-20
Filing date: 2007-02-13
Publication date: 2013-08-21
Also published as: TW200800720A; US20070204722A1; EP1820726B1; CN101054105B; CN101054105A; ATE524374T1; JP5101905B2; US8302504B2; EP1820726A1; JP2007223590A; RU2007106193A

Description

自行車底部托架組件

本發明關於自行車底部托架組件。

如已知，自行車底部托架組件包括軸和兩個與軸的相對端聯合的曲柄臂。軸可以製成與曲柄臂相異的件，或可以與兩個曲柄臂的一個製成單一的件。

自行車底部托架組件的部件包括曲柄臂和與之連接在一起的或製成單獨的件的軸，底部托架組件典型地由下表述確定：曲柄臂組件。

通過將軸容納在合適地提供在自行車車架內的殼箱內而將底部托架組件安裝在自行車上。通過將一對滾動軸承插入到軸上實現底部托架組件相對於殼箱的旋轉。每個軸承在鄰近曲柄臂的各軸體部分處定位在軸上。當底部托架組件安裝在自行車車架上時，每個軸承可運行地佈置在軸和提供在車架內的殼箱之間。

典型地，研究了軸承在軸上的安裝系統，使得軸承一旦安裝在軸上則可以提供精確的基準，用於底部托架組件在設置在自行車車架內的殼箱內的精確定位，且可以允許修正這樣的殼箱的可能的尺寸誤差和/或軸的可能的膨脹，而不危及底部托架組件相對於自行車車車架的精確的定位。

US 6,116,114描述了包括兩個曲柄臂組件的底部托架組件，每個曲柄臂組件包括與各半軸整體地形成的曲柄臂。如在第2圖中所示，兩個半軸伸縮地相互連接且將軸承(右軸承)的內圈鎖定在其間。另一方面，另一個軸承(左軸承)的內圈相對於軸自由地軸向平移。通過各接頭防止兩個軸承的外圈向殼箱內部的軸向平移，且兩個軸承的外圈自由地向外軸向平移。在此底部托架組件中，帶有被鎖定的內圈的軸承(右軸承)提供了用於將底部托架組件安裝在自行車車架的殼箱內的基準，而帶有自由平移的內圈的軸承(左軸承)允許修正殼箱的可能的尺寸誤差和軸的可能的膨脹。

申請人發現了在前述專利中描述的底部托架組件的一系列缺點。

第一個缺點與將底部托架組件安裝在自行車車架上的困難有關。這樣的安裝確實需要在這樣的半軸插入到殼箱內之前將左軸承插入到這樣的半軸上；在半軸已插入到殼箱後，左軸承然後平移到半軸上直至它鄰靠在各接頭上。

然而，申請人發現軸承相對於半軸的移動根本不是簡單的，因為必需施加相當大的力以修改在一般都由鋼製成的軸承和半軸之間的壓力連接，且因為假若在組件實際上幾乎已完全組裝的安裝步驟中則左軸承的檢查進入區域極其小。

第二個缺點與將兩個半軸在自行車車架的殼箱內伸縮地連接的困難有關。兩個曲柄臂組件之間的連接典型地確實是高精確的連接，且因此將兩個半軸相互插入在殼箱內，即對於操作者沒有視覺參考的可能性，僅能通過嘗試實現，且是長時間的且費力的。

第三個缺點與底部托架組件一旦安裝在自行車車架的殼箱內則其可靠性差有關。發明人的確發現在踏蹬期間略微高於通常預見的載荷的軸向載荷足以導致軸移動，且因此導致曲柄臂相對於自行車車架的中面移動，因此使得自行車不可使用。

第四個缺點與需要提供在軸承內圈和軸之間的強制連接以將這樣的軸承鎖定在軸上的軸線位置有關。除了運行中在軸本身上的不希望的壓力之外，這樣的類型的連接確實涉及在將軸承安裝在軸上的操作上的複雜性。

申請人已確定了用於將軸承安裝在軸上的新系統，它比在以上引述的習知技術的文獻中描述的系統更簡單、更實用且更可靠。

本發明因此在其第一方面關於自行底部托架組件，底部托架組件包括：一軸，其具有沿預定方向延伸的縱向軸線X－X，且包括第一端部部分和第二端部部分；一第一軸承，其具有第一圈和第二圈，第一圈在鄰近所述的第一端部部分的位置插入到所述的軸上，且第二圈與第一接頭連接，第一接頭適合於與自行車車架內的底部托架組件的殼箱的第一端聯合；一第二軸承，其具有第一圈和第二圈，第一圈在鄰近所述的第二端部部分的位置插入到所述的軸上，且第二圈與第二接頭連接，第二接頭適合於與所述殼箱的第二端聯合；所述的第一軸承和第二軸承的所述的第一圈的第一鎖定裝置，第一鎖定裝置作用在所述的第一圈上以防止所述的第一圈在所述的預定方向上的雙向移動；其中所述的第一接頭和第二接頭的至少一個接頭包括第一鄰接表面和第二鄰接表面，第一鄰接表面適合於鄰靠所述的殼箱的前端表面運行，第二鄰接表面適合於鄰靠至少一個軸承的在所述的第一軸承和第二軸承之間的第二圈運行，且其中另一個軸承的第二圈相對於另一個接頭在所述的預定方向上自由地雙向移動。

有利地，在本發明的底部托架組件中軸承都相對於軸鎖定到軸上以致不危及曲柄臂相對於自行車車架中面的正確定位，且至少一個軸承的第二圈的自由移動允許修正殼箱尺寸和/或軸膨脹的可能的誤差，甚至修正相當大程度的誤差。確實，自由的圈使得軸承相對於軸的位置不依賴於軸承相對於接頭的位置。如果考慮到接頭通常由例如鋁合金的輕材料製成的事實，且考慮到通常接頭的壁是薄的且因此壁是彈性的事實，則與以上所述的習知技術的解決方案所要求的相比，相對於接頭自由的圈的平移更容易，且費力更少。

較佳地，第一圈是軸承的內圈且第二圈是軸承的外圈。

較佳地，本發明的底部托架組件進一步包括：一第一曲柄臂，其與所述的軸的所述的第一端部部分連接；一第二曲柄臂，其與所述的軸的所述的第二端部部分連接；其中所述的第一曲柄臂和第二曲柄臂的至少一個可相對於所述的軸沿所述的預定方向軸向移動，且可以在預定的軸向位置鎖定在軸的各端部部分上，在預定的軸向位置所述的第一曲柄臂和所述的第二曲柄臂的所述的至少一個沿所述的預定方向將軸向推力施加在所述的第一圈的所述的至少一個上，以將所述的第一軸承和所述第二軸承的至少一個鎖定在相對於所述的軸的軸向位置處。

有利地，在本發明的底部托架組件中，至少一個軸承在軸上的希望的軸向位置的鎖定通過簡單地利用由曲柄臂施加在所述的至少一個軸承上的推力作用實現，曲柄臂可沿軸的各端部部分軸向移動且可在此鎖定在預定的軸向位置。這樣的軸承在軸上的安裝因此是快速的和容易的，因為安裝簡單地要求將軸承連接在軸上和曲柄臂相對於軸的軸向移動，以將軸承在軸上鎖定到位。與在以上引用的文件中的習知技術中描述的底部托架組件不同，本發明的底部托架組件因此不要求任何在軸承和軸之間的強迫連接。本發明的組件的軸因此有利地受到比在以上引用的文件中的習知技術中描述的組件更小的應力。

更有利地，底部托架組件在合適地提供在自行車車架內的殼箱內的安裝也是快速的和容易的，原因是如下事實：因為在軸和曲柄臂之間的連接在提供在自行車車架內的殼箱外，故軸和曲柄臂之間的連接可以被操作者看到。

較佳地，所述的第一曲柄臂與軸的所述的第一端部部分通過第一成形連接件連接，第一成形連接件允許在所述的第一曲柄臂和軸的所述的第一端部部分之間沿所述的預定方向的相對移動。有利地，軸承和軸之間的成形連接件比習知技術的強迫連接在軸上引起更小的應力。

在本發明的底部托架組件的第一較佳實施例中，所述的第一成形連接件是帶溝槽的連接件，例如類似於在授予同一申請人的歐洲專利No.05425377中描述的連接件，在此通過參考關於其中描述了這樣的連接件的類型的部分合併。較佳地，帶溝槽的連接件是帶平行於軸的軸線直線母線且平行於曲柄臂的連接孔的類型，如在下文中描述。

在本發明的底部托架組件的第二較佳實施例中，所述的第一成形連接件是帶正方形面的連接件。

較佳地，所述的第一鎖定裝置包括第一鄰接元件，它相對於軸固定且作用在與所述的第一曲柄臂相對的側上的所述的第一圈的至少一個上，以將所述的第一圈的所述的至少一個鎖定在所述的軸上的軸向位置處。有利地，鄰接元件提供了對由可沿軸的各端部部分移動的曲柄臂施加在軸承上的軸向推力的反作用，因此保證了將這樣的軸承在軸上鎖定到位。

在本發明的底部托架組件的特別地較佳的實施例中，所述的第一鄰接元件通過整體地形成在所述的軸上的軸肩限定。有利地，獲得了對曲柄臂在軸承上的軸向推力的反作用而不需要使用例如彈性圈或類似的元件的附加的元件。

替代地，所述的第一鄰接元件可以由所述的第二曲柄臂的前端表面限定。有利地，在此情況中，在軸上提供任何軸肩不是必需的，因此使得它的製造更簡單。

較佳地，所述的第一鎖定裝置進一步包括第一間隔件，第一間隔件插入在所述的軸上在所述的第一軸承和第二軸承之間且作用為鄰接在所述的第一軸承和第二軸承的第一圈上，且其中所述的第一鄰接元件限定在軸的所述的第二端部部分處且作用於在所述的第一間隔件相對側上的所述的第二軸承的第一圈上，以將所述的第一軸承和第二軸承的第一圈鎖定在所述的軸上的軸向位置處。有利地，兩個軸承在軸上的鎖定到位可以通過由可在軸的各端部部分上軸向移動的單獨的曲柄臂施加在兩個軸承上的軸向推力實現。此外，佈置在兩個軸承之間的間隔件向外地覆蓋了軸的中間部分，因此軸的中間部分變得剛硬，以抵抗在踏蹬期間軸通常受到的彎曲應力。

在本發明的底部托架組件的前述較佳實施例中，所述的第二曲柄臂可以與所述的軸整體地形成，或與所述的軸通過強迫干涉連接件連接，或甚至與所述的軸通過與第一連接件同樣的第二成形連接件連接，第一連接件參考在第一曲柄臂和軸的各端部部分之間的連接件在以上描述，即參考了允許在所述的第二曲柄臂和軸的所述的第二端部部分之間沿所述的預定方向相對移動的連接件在以上描述。

在其中第二曲柄臂與軸的第二端部部分通過成形連接件連接的特別的實施例中，所述的第一鄰接元件限定在軸的所述的第一端部部分上，且作用於在與所述的第一曲柄臂相對側上的所述的第一軸承的所述的第一圈上，以將所述的第一軸承鎖定在所述的軸上的軸向位置處，且所述的第一鎖定裝置也包括在所述的軸第二端部部分處形成在所述的軸上的第二鄰接元件，且第二鄰接元件作用於在與所述的第二曲柄臂相對側上的所述的第二軸承的第一圈上，以將所述的第二軸承鎖定在所述的軸上的軸向位置處。在此情況中，每個軸承在軸上的鎖定到位通過由各曲柄臂施加在這樣的軸承上的軸向推力實現，其中曲柄臂可以在軸的各端部部分上軸向移動。

在本發明的底部托架組件的第一較佳實施例中，所述的接頭適合於容納在所述的殼箱內。

較佳地，在此情況中，本發明的底部托架組件包括所述的至少一個軸承的第二圈的第二鎖定裝置，第二鎖定裝置作用在所述的第二圈上以防止所述的第二圈在所述的預定方向上的雙向移動。有利地，為防止軸承的第二圈在預定方向上的雙向移動而對軸承的第二圈的鎖定防止了比通常地預見的在蹬踏期間的應力更大的軸向應力能使軸相對於提供在自行車車架內的殼箱移動，且提供了用於將底部托架組件安裝在前述殼箱內的精確基準。

更較佳地，所述的第二鎖定裝置包括所述的第二鄰接表面和第二間隔件，第二間隔件鄰接在與所述的至少一個接頭相對側上的所述的第二圈上起作用，所述的第二間隔件被另一個接頭推靠在所述的第二圈。有利地，被與另一個軸承連接的接頭推動為鄰靠軸承的外圈的第二間隔件的使用保證即使存在殼箱尺寸的可能誤差也能實現鎖定軸承外圈的可能性。當然，間隔件的位置不被這樣的誤差影響且間隔件的位置也不確定另一個軸承的位置，另一個軸承因軸的膨脹自由移動。

較佳地，所述的至少一個接頭包括凸緣，其上限定了所述的第一鄰接表面。這樣的凸緣與用於在軸上鎖定到位的軸承的外圈的鄰接表面協作，以明確地確定底部托架組件相對於合適地提供在自行車車架內的殼箱的位置。

在本發明的底部托架組件的第二較佳實施例中，所述的接頭適合於以懸臂形式安裝在所述的殼箱上。

較佳地，在此情況中本發明的底部托架組件包括所述的至少一個軸承的第二圈的第三鎖定裝置，第三鎖定裝置作用在所述的第二圈上以防止所述的第二圈沿所述的預定方向向所述的殼箱內的移動。有利地，兩個軸承的一個的第二圈在預定方向上的雙向鎖定提供了用於將底部托架組件定位在合適地提供在自行車車架內的殼箱內的基準，而另一個軸承的第二圈在預定方向上的雙向自由移動允許修正殼箱的尺寸誤差。

較佳地，所述的第三鎖定裝置包括用於所述的第二圈的所述的鄰接表面。

在本發明的底部托架組件的進一步的較佳實施例中，所述的軸包括中心主體部分，它的直徑大於第一和第二端部部分的直徑。這樣的軸有利地具有對蹬踏期間施加到其上的彎曲應力的高的抵抗。

本申請人也已研究了在其中曲柄臂連接件是成形連接件的情況中如何簡化曲柄臂和軸的端部部分的連接外形的製造。

本申請人確實注意到在習知技術的底部托架組件中，這樣的連接件類型典型地需要在軸的端部部分上且在提供在曲柄臂主體內的相應的連接孔內製成軸向地成錐度的連接外形。通過將曲柄臂配合在軸的端部上，且通過將曲柄臂軸向地相對於軸移動直至因為由軸和曲柄臂的成錐度的外形的干涉導致的機械連接而鄰接，從而實現在軸和曲柄臂之間的連接。

典型地在習知技術的底部托架組件的軸和曲柄臂中使用的連接外形的例子是已知的ISIS標準連接件，例如在“ISIS Drive－The International Spline Interface Standard”，ISIS Drive Standard Committee，2001中描述。這樣的連接件需要製成各帶溝槽的連接外形，連接外形具有用於軸上和曲柄臂上的凸脊和溝槽的限定的形狀和精確的尺寸值。

特別地，根據ISIS標準，軸的端部和曲柄臂的孔具有在軸向意義上略微成錐度(相對於軸線傾斜1°)的帶溝槽的外形，以通過圓錐表面的干涉形成連接。

然而，本申請人已發現製造前述的成錐度的外形，特別是在例如帶溝槽的連接件的複雜的連接外形的情況中，是非常困難且昂貴的，因為需要提供非常窄的連接公差以實現曲柄臂在軸上的正確定位。這明顯地影響了前述部件的製造成本。

本申請人因此研究了軸－曲柄臂連接外形，它比當前已知的連接外形更有成本效益且更簡單。

在本發明的第二方面中，因此本發明關於自行車曲柄臂組件，包括：一軸，其具有沿預定方向延伸的縱向軸線X－X，且包括至少一個用於與曲柄臂連接的端部部分；至少一個曲柄臂，其包括與軸的所述的端部部分連接的連接孔，所述的孔具有沿所述的預定方向延伸的縱向軸線X－X；其中軸的所述的端部部分和所述的連接孔包括各匹配形狀的連接外形；其特徵在於所述的連接外形由各平行於所述的縱向軸線X－X延伸的連接元件限定。

有利地，軸和曲柄臂的相互連接外形因此是帶有直線的和平行的母線的連接外形，該連接外形更容易製成且因此相對於當前已知的成錐度的連接外形更有成本效益。更有利的是帶有直線的和平行的母線的外形的使用允許自由地選擇曲柄臂相對於軸的軸向定位，例如使用間隔墊圈。

前述的曲柄臂組件的軸可以是底部托架組件的軸(底部托架組件的軸在此情況中將包括兩個連接在一起的不同件)的一件，或是同樣的底部托架組件的相同軸(底部托架組件的軸在此情況中包括單獨件)。

較佳地，所述的連接外形是帶溝槽的外形，且所述的連接元件包括限定在軸的所述的端部部分上和在曲柄臂的所述的連接孔內的多個凸脊和多個溝槽。

更較佳地，所述的凸脊和溝槽由結合的彎曲表面限定，對此在授予同一申請人的歐洲專利申請No.05425377.8中描述，在此通過參考合併。此類帶溝槽的外形在其中它必需製成在具有單向結構纖維的部件上的情況中是特別地有利的，例如在其中曲柄臂由複合材料製成的情況中，因為無鋒利邊沿和深溝槽最小化了折斷或損壞前述的單向結構纖維的可能性。

較佳地，形成在軸上的溝槽包括成錐度的軸向內部分。這允許在軸上為軸承或為佈置在軸承和鄰接表面之間的可能的間隔件製成更大的鄰接表面。

在本發明的第三方面中，本發明關於自行車底部托架組件的軸，軸包括具有沿預定方向延伸的縱向軸線X－X的主體，所述的主體具有端部部分用於與曲柄臂連接的端部部分，其特徵在於軸的所述的端部部分包括由平行於所述的縱向軸線X－X延伸的連接元件限定的連接外形。

在本發明的第四方面中，本發明關於自行車曲柄臂，曲柄臂包括具有用於與自行車底部托架組件的軸連接的孔的主體，所述的連接孔具有沿預定方向延伸的縱向軸線X－X，其特徵在於所述的連接孔包括由平行於所述的縱向軸線X－X延伸的連接元件限定的連接外形。

這樣的軸和這樣的曲柄臂可以有利地使用在以上描述的曲柄臂組件中和底部托架組件中。

此外，本申請人已研究了如何製造比直至目前習用的底部托架組件的軸具有更高的強度且同時更輕的底部托架組件的軸。

在競賽自行車領域確實存在增加的對發現在自行車的多種部件的結構強度和重量輕之間的折衷的需求。特別地參考底部托架組件的軸，結構強度總是對獲得更輕的軸的極為限制性的因素，因為軸受到的應力是多種的且多種應力互相相加。

習知技術已建議了由鋼製成的空心軸作為滿足具有良好的結構強度且同時足夠輕的最佳的軸。

然而，目前要求的競賽級別要求克服到目前為止由習知技術所施加的結構限制，且要求製造比到目前為止習用的軸具有更高強度且同時更輕的軸。

本發明人已設計了滿足此需求的軸。

在本發明的第五方面中，本發明因此關於自行車底部托架組件的軸，軸包括具有沿預定方向延伸的縱向軸線X－X的第一主體，所述的第一主體包括第一材料層，其特徵在於第一主體包括至少一個位於第一材料層上方且與第一材料層相異的第二材料層。

有利地，本申請人已發現這樣的軸比在習知技術中使用的單層軸具有更高的強度且同時更輕。更高的結構強度是因為分層使得軸更有彈性且因此更耐疲勞的事實。另一方面，更輕是因為對於相同的強度雙層軸可以製造為對每層提供的厚度使得兩層的厚度總和小於在習知技術中使用的軸的單層的厚度的事實。

這樣的軸可以有利地使用在以上描述的曲柄臂組件和在底部托架組件中。

有利地，軸的外層可以用作用於插入到軸上的軸承的間隔件。

較佳地，所述的第一層和至少一個第二層由相同的材料製成。更較佳地，所述的第一主體大體上是圓柱形的且所述的至少一個第二材料層限定了至少一個第二大體上圓柱形的主體，它與所述的第一主體同軸地佈置在第一主體外側。

本申請人也已研究了保護底部托架組件的軸承使其不受自行車車架的內部和外部媒介損壞的新方式。

確實，已知使用在底部托架組件內的軸承已合併了防例如灰塵和濕氣的外部媒介的保護。然而，通常的慣例是假定軸承自己的保護不總是充分的而為底部托架組件添加進一步的保護。

輔助保護的應用的典型的例子在專利申請EP1449760中描述。

在此申請中描述了襯墊，襯墊與每個接頭聯合以將相應的軸承與外部環境隔離。

另一方面，提供了保護元件以保護軸承不受來自與底部托架組件連通的自行車車架內的濕氣。車架可能確實生成凝結物，或更惡劣地可被雨水浸透。

保護元件一般地包括與軸同軸地安裝的圓柱形套筒，且圓柱形套筒的自由相對端具有接頭，用於支承放置在接頭頂上的軸承。在套筒和接頭之間佈置了橡膠O型圈以密封它們的連接區。

本申請人已注意到在引用的專利申請中建議的解決方案的安裝實用性很小，原因是套筒與接頭的連接在套筒已插入到殼箱內進行且無視覺參考的可能性的事實。

本申請人困此已確定了提供有用於保護軸承不受與自行車車架的內部和外部媒介損壞的系統的底部托架組件，底部托架組件與在以上討論的習知技術的底部托架組件相比更容易安裝。

因此本發明在其進一步的方面中關於自行車底部托架組件，底部托架組件包括：一軸，其具有沿預定方向延伸的縱向軸線X－X；至少一個軸承，其插入在所述的軸的端部部分上；一接頭，其與所述的至少一個軸承連接，且適合於與提供在自行車車架內的底部托架組件的殼箱聯合；一第一襯墊，其適合於保護所述的至少一個軸承使其不受外部環境損壞且運行地佈置在所述的接頭和所述的軸之間；其特徵在於底部托架組件包括適合於保護所述的至少一個軸承使其不受殼箱的內部損壞且運行地佈置在所述的接頭和所述的軸之間的第二襯墊。

有利地，這樣的組件可以至少部分地在提供在自行車車架內的殼箱外預組裝。多種部件的定位因此是迅速的和容易的，且因此使得組件的組裝和組件在提供在自行車車架內的殼箱內的安裝更容易。

前述襯墊較佳地使用在以上描述的本發明的底部托架組件內。

較佳地，所述的第一襯墊和第二襯墊佈置在相對於所述的至少一個軸承的相對側處。這樣的襯墊因此與接頭和軸協作，以造成其內包括軸承的大體上水密的室。

較佳地，所述的第一襯墊包括與由彈性材料製成的第一環形元件連接的第一剛性圈。剛性圈具有支承功能而彈性環形元件(較佳地由橡膠製成)保證密封和隔離。

較佳地，所述的第一環形元件包括徑向外自由端部和徑向內自由端部，徑向外自由端部的直徑略微小於接頭的直徑且徑向內自由端部與所述的軸接觸。

更較佳地，所述的第一環形元件的徑向內自由端部容納在形成在軸上的環形座內。

在特定的實施例中，所述的第一環形元件進一步包括適合於鄰接地與曲柄臂的前壁協作的環形突出。以此方式，也保護了軸和曲柄臂之間的連接區使其不受外部環境損壞，因此避免了在此區開始的腐蝕現象的可能性。

較佳地，所述的第一環形元件在所述的徑向外自由端部處包括鰭部且在所述的徑向內自由端部包括緣部，鰭部放置在所述的第一剛性圈的頂上，所述的第一剛性圈由所述的緣部支承。

較佳地，所述的第二襯墊包括與彈性材料的第二環形元件連接的第二剛性圈。

更較佳地，所述的第二環形元件包括與所述的接頭接觸的徑向外自由端部和其直徑略微大於軸的直徑的徑向內自由端部。

再更較佳地，所述的第二環形元件的徑向外自由端部容納在形成在接頭上的環形座內。

較佳地，所述的第二環形元件包括外套，外套在所述的第二環形元件的徑向外自由端部處至少部分地覆蓋所述的第二剛性圈。

參考第1圖，第1圖中指示了根據本發明的第一實施例的自行車底部托架組件。

組件1包括軸2，軸2具有沿預定方向延伸的縱向軸線X－X。軸2在右側和左側分別包括相對的端部部分3和4，右曲柄臂30和左曲柄臂40分別與端部部分3和4聯合。

軸2在合適地設置在自行車車架內的殼箱10內通過在軸2和殼箱10之間插入合適地插入到軸2上的右軸承31和左軸承41而被旋轉地支承。殼箱10大體上是圓柱形的，且當軸2容納在殼箱10內時沿意圖於與該軸2的軸線X－X重合的縱向軸線延伸。

在第1圖中圖示的特定的實施例中，軸承31和41是滾珠軸承，但可以使用適合於保證在軸2和殼箱10之間的相對旋轉運動的其他類型的軸承，例如滾柱軸承。

軸承31和41分別插入到右接頭32和左接頭42內。接頭32、42在殼箱10的相對的自由端部11和12處旋入殼箱10內。

在其已組裝的構造中，軸承31具有內圈310和外圈311，內圈310與軸的鄰近端部部分3的部分21連接，外圈311與右接頭32的內環形表面連接。類似地，軸承41具有內圈410和外圈411，內圈410與軸的鄰近端部部分4的部分22連接，外圈411與左接頭42的內環形表面連接。

左曲柄臂40與軸2的左端4通過成形連接件連接，成形連接件允許曲柄臂40相對於平行於軸2的軸線X－X的軸2移動。在第1圖中圖示的實施例中，這樣的連接件是帶溝槽的連接件，例如類似於在授予同一申請人的歐洲專利申請No.05425377中描述的連接件。較佳地，如在第1圖中圖示，帶溝槽的連接件較佳地通過在左曲柄臂40內形成帶溝槽的孔43限定，孔43通過連接元件400(特別地，較佳地通過結合的彎曲表面限定的凸脊和溝槽)限定，連接元件400具有平行於軸2的軸線X－X的直線母線，且在軸2的左端部部分4內，帶溝槽的表面44與孔43的表面匹配。在孔43內，提供了通過軸肩45限定的鄰接元件。

形成在軸上的溝槽包括軸向內部分401，它沿軸線X－X具有錐度。因此，在這樣的部分中，溝槽的深度漸減直至變為零。

另一方面，右曲柄臂30與軸2的右端部部分3以永久方式聯合，例如通過強迫連接件、共同模制或使其與軸自身整體地形成。在第1圖中圖示的實施例例子中示出了與各溝槽外形干涉的強迫連接件。

然而，預見了替代實施例，其中右曲柄臂30與軸2通過連接件連接，連接件允許曲柄臂30和軸2的右端部部分3之間沿平行於軸的軸線X－X的方向的相對移動。這樣的連接件例如可以是參考在左曲柄臂40和軸2的左端部部分4之間的連接件以上描述的類型的連接件。

左曲柄臂40在軸2的左端部部分4上的希望的軸向位置的鎖定通過旋入螺紋孔61內的螺釘60實現，螺紋孔61在軸2的左端部部分4內製成。螺釘60插入到左曲柄臂40的孔43內且具有頭部62，頭部62意圖於鄰靠形成在左曲柄臂40的孔43內的軸肩45。在軸肩45和螺釘60的頭部62之間佈置了墊圈63以改進在螺釘60和軸2的左端部部分4之間的張力分佈。

作為左曲柄臂40和軸2的左端部部分4之間的帶溝槽的連接件的替代，可以提供帶有正方形面的連接件或帶螺紋的連接件，類似於在授予同一申請人的歐洲專利申請No.05026302中描述的連接件。在任何情況中，左曲柄臂40通過此連接件必須能平行於軸2的軸線X－X移動。

在軸2的右端端部3和左端端部4之間限定了具有恒定直徑的中心部分5。另一方面，右端端部3限定在具有更大直徑的軸主體部分上，以在軸2上在其右端部部分3處形成軸肩35，軸肩35適合於用作用於右軸承31的內圈310的鄰接表面(可能通過插入合適的間隔件)，如將在下文中更好地描述。

在第1圖中圖示的實施例中，在右軸承31的內圈310和左軸承41的內圈410之間佈置了中心間隔件56。然後，右間隔件36佈置在軸肩35和右軸承31的內圈310之間，且左間隔件46佈置在左軸承41的內圈410和左曲柄臂40之間。

在安裝步驟中，參考第1圖中圖示的實施例，操作者將右接頭32旋擰到殼箱10的右端上，且將右間隔件36、右軸承31、中心間隔件56、左軸承41、左間隔件46、左曲柄臂40按次序從軸2的左端插入到軸2上。在此點上，軸2插入到殼箱10內，且左接頭72旋擰到殼箱10的左端12上。然後將螺釘60擰緊在軸2的螺紋孔61內。在擰緊螺釘60期間，曲柄臂40在軸2的左端部部分4上移動，從而將所有前述的部件推向形成在軸2上其右端端部3處的軸肩35。當左曲柄臂40與左間隔件46、左軸承41、中心間隔件56、右軸承31和右間隔件36一起擠靠軸肩35時夾緊結束。應注意的是為實現這點，必需的是間隔件36、46和56的尺寸設定為避免形成在左曲柄臂40內的軸肩45變得鄰靠軸2的左前端面。本領域普通技術人員將理解的是間隔件的尺寸取決於軸2的長度且取決於左曲柄臂40的寬度，且，在其中組件1的尺寸設定為使得左曲柄臂40能直接鄰靠左軸承41的內圈410且右軸承31能直接鄰靠形成在軸2的右端端部3處的軸肩35的情況中，右間隔件36和左間隔件46的存在不是必需的。

在未圖示的替代實施例中，軸2沿其整個縱向長度具有恒定的直徑。因此不提供軸肩35且其功能直接由右曲柄臂30的前端表面執行，右間隔件36或直接地右軸承31鄰接在前端表面上。

當完成安裝時，右軸承31和左軸承41的內圈310和410在軸2上鎖定到位；即防止這樣的內圈沿平行於軸2的軸線X－X的方向的任何雙向移動。

第1圖的組件1進一步包括大體上圓柱形形狀的外間隔件76，外間隔件76插入在間隔件56外側且具有使其能佈置為鄰接在左接頭42和右軸承31的外圈311之間的縱向尺寸。這樣的外圈311在所述的外間隔件76的相對側上鄰靠著形成在右接頭32上的鄰接表面77。右軸承31的外圈311通過由右接頭32和外間隔件76之間的協作施加的鉗住作用鎖定到位，外間隔件76被左接頭42推靠在外圈311上。因此，當完成安裝時，防止了右軸承31的外圈311沿平行於軸2的X－X軸線的方向的任何雙向移動。

如在第1圖中圖示，右接頭32具有端部凸緣37，端部凸緣37具有徑向向外延伸的端部部分且在端部部分上限定了鄰接表面78，鄰接表面78適合於運行以鄰靠殼箱10的右前端部表面13。這樣的凸緣37與具有鎖定在軸肩35和間隔件56之間的內圈311和鎖定在右接頭32和外間隔件76之間的外圈312的右軸承31一起唯一地確定了組件1相對於殼箱10的位置。此外，在軸向過載的情況中右軸承31的鎖定也保證了組件1在殼箱10內的正確的定位。

另一方面，左接頭42的尺寸設定為允許左軸承41的外圈411在平行與軸2的軸線X－X的方向上雙向移動。左接頭42旋入在殼箱10的左端部部分12上，直至它推外間隔件76以鄰靠右軸承31的外圈311，外圈311又鄰靠形成在右接頭32內的鄰接表面77。

第1圖的組件1進一步包括在軸承31、41的軸向外側位置佈置在接頭32、42和間隔件36、46之間的環形襯墊36a、46a，以保護這樣的右軸承31和左軸承41不受外部環境影響。

第2圖示出了本發明的底部托架組件1的替代實施例。在這樣的圖中，與在第1圖中圖示且參考第1圖描述的元件相同的元件被標識以相同的元件代表符號，而將對應的元件以相同的元件代表符號加100標識。

第2圖的底部托架組件1與第1圖的底部托架組件的區別在於它包括在殼箱10的相對端部11、12上以懸臂形式安裝的接頭132、142。軸承31、41因此容納在殼箱10外面。

在此情況中，與第1圖的實施例不同，在外圈311、411之間不再存在任何外間隔件且接頭132、142設計且定尺寸為使得左軸承41的左側外圈411仍在平行於軸2的軸線X－X的方向上自由地雙向移動，而右軸承31的外圈311僅向殼箱10外自由移動。因此，在此實施例中右接頭132也包括鄰接表面177，用於防止右軸承31的外圈311向殼箱10的內側移動。

右軸承31的外圈311在平行於軸2的軸線X－X的方向上的雙向中的一個方向的鎖定提供了用於將底部托架組件定位在殼箱10內的基準，而左軸承41的外圈411的平行於軸2的軸線X－X的方向上的雙向自由移動允許修正殼箱10的尺寸誤差，即使相對於第1圖的解決方案修正程度更小。

第2圖的組件與第1圖的組件的區別還在於它在左曲柄臂40和左軸承41的內圈410之間以及在右軸承的內圈310和軸肩35之間不使用任何間隔件；另一方面，仍使用在兩個軸承內圈之間的中心間隔件56。在左曲柄臂40和左軸承41的內圈410之間佈置了墊圈47以更好地分配由左曲柄臂40施加的推力作用且為襯墊提供了圓柱形滑動表面以保護軸承，如在本說明書的下文中更好地描述。此外，在此實施例中，右曲柄臂30與軸2的右端部部分3通過螺紋連接件連接，螺紋連接件類似於在授予同一申請人的歐洲專利No.05026302中描述的連接件。然而，預見了替代解決方案，其中左間隔件和右間隔件以完全類似於參考第1圖描述的間隔件的方式使用。也預見了替代解決方案，其中右曲柄臂30與軸2的右端部部分3通過類型不同於螺紋連接件的連接件，例如通過以上參考第1圖描述的帶溝槽的連接件或帶正方形面的連接件來連接。

第3圖示出了本發明的底部托架組件1的替代實施例。在這樣的圖中，與在第1和2圖中圖示且參考第1和2圖描述的元件相同的元件被標識以相同的元件代表符號，而將對應的元件以相同的元件代表符號加100標識。

第3圖的底部托架組件1與第2圖的底部托架組件的區別在於在兩個軸承31、41的內圈310、410之間的中心間隔件被一對整體地形成在軸2上各自由端部部分3和4處的軸肩135、136代替。此外，在第3圖的組件中，右曲柄臂30與軸2的相應的端部部分3以類似於左曲柄臂40的方式連接，即通過參考左曲柄臂40在以上描述的成形連接件類型連接。在圖示的實施例中，在右曲柄臂30和右軸承31的內圈310之間使用了右間隔件370。然而，在其中右曲柄臂30的主體的尺寸設定為使其直接鄰靠右軸承31的情況中，可以不提供間隔件370。

在第3圖的組件中，每個軸31、41從軸2的各端插入在軸2上且被各曲柄臂30、40推靠在各軸肩135、136上。

在此情況中也預見了替代的解決方案，其中右曲柄臂30與軸2的端部部分3通過類型不同於帶溝槽連接件的成形連接件，例如螺紋連接件或帶正方形面的連接件連接。

第4圖示出了本發明的底部托架組件1的替代實施例。

第4圖的底部托架組件1與第3圖中的底部托架組件的區別的唯一原因是軸2的中心部分5的直徑大於端部部分3和4的直徑。特別地，在中心部分5和端部部分3和4之間的直徑差確定了用於鎖定軸承31和41的軸肩135和136。

在第2圖、第3圖和第4圖中圖示的實施例中，組件1在每個軸承31、41處包括外襯墊260和內襯墊270。外襯墊260將軸承與外部環境隔離，而內襯墊270將軸承與提供在自行車車架內的殼箱10的內部隔離。

襯墊在第2a圖中詳細圖示，而第2b圖示出了這樣的襯墊的一個的截面，特別是內襯墊270的截面。襯墊260和270僅參考軸2的右端描述，但所陳述的對軸的左端也是有效的。

墊圈260和270相對於軸承31佈置在軸向相對側。外襯墊260包括較佳地為金屬的剛性支承圈262，它與由彈性材料製成的環形盤264連接。由彈性材料製成的盤264在其徑向端部分別包括向外地與剛性圈262重疊的鰭部266，還包括圍繞盤264的內徑向表面的緣部268。鰭部266與接頭132的內表面滑動接觸，而緣部268插入到形成在軸2上的環形喉部265內。

在第2b圖中詳細圖示的內襯墊270也具有較佳地為金屬的剛性支承圈272，剛性支承圈272至少部分地被彈性外套274覆蓋。內襯墊270插入到形成在接頭132內的環形喉部276內，而內襯墊270的內徑略微大於軸2的直徑，較佳地比軸2的直徑大十分之一，以便不觸及到軸2且在旋轉期間不生成摩擦。

襯墊260和270與接頭132且與軸2協作以形成大體上水密的室，該水密的室內包含軸承31。

然而，外襯墊260可以包括適合於與曲柄臂的前表面接觸的環形突出。

軸2可有利地包括兩個相同材料的圓柱形體，它們同軸地一個佈置在另一個內。外圓柱形體可作為用於軸承內圈的間隔件。

較佳地，本發明的底部托架組件的曲柄臂30、40與本發明的特定實施例無關地由金屬材料製成，例如鋁合金和其他輕合金。然而，不排除由複合材料製成曲柄臂的可能性。

在此情況中，複合材料可用包括合併在聚合物材料內的結構纖維。結構纖維典型地從包括如下纖維的組內選擇：碳纖維、玻璃纖維、芳族聚酸胺纖維、陶瓷纖維、硼纖維和它們的組合。碳纖維是特別地較佳的。

所述的結構纖維在聚合物材料內的佈置可以是結構纖維塊或小片的隨機佈置、纖維的大體上單向順序佈置、纖維的大體上雙向順序佈置或以上佈置的組合。

較佳地，曲柄臂主體的聚合物材料是熱硬化性的聚合物材料，且較佳地包括環氧樹脂。然而，不排除使用熱塑性材料的可能性。

1．．．底部托架組件

2．．．軸

3．．．端部部分

4．．．端部部分

5．．．中心部分

10．．．殼箱

11．．．右自由端部

12．．．左自由端部

13．．．右前端部表面

21．．．部分

22．．．部分

30．．．右曲柄臂

31．．．右軸承

32．．．右接頭

35．．．軸肩

36．．．右間隔件

36a．．．環形襯墊

37．．．端部凸緣

40‧‧‧左曲柄臂

41‧‧‧左軸承

42‧‧‧左接頭

43‧‧‧孔

44‧‧‧帶溝槽的表面

45‧‧‧軸肩

46‧‧‧左間隔件

46a‧‧‧環形襯墊

47‧‧‧墊圈

56‧‧‧中心間隔件

60‧‧‧螺釘

61‧‧‧螺紋孔

62‧‧‧頭部

63‧‧‧墊圈

76‧‧‧外間隔件

77‧‧‧鄰接表面

78‧‧‧鄰接表面

132‧‧‧接頭

135‧‧‧軸肩

136‧‧‧軸肩

142‧‧‧接頭

177‧‧‧鄰接表面

260‧‧‧外襯墊

262‧‧‧剛性支承圈

264‧‧‧盤

265‧‧‧環形喉部

266‧‧‧鰭部

268‧‧‧緣部

270‧‧‧內襯墊

272‧‧‧剛性支承圈

274‧‧‧彈性外套

276‧‧‧環形喉部

310‧‧‧內圈

311‧‧‧外圈

370‧‧‧右間隔件

400‧‧‧連接元件

401‧‧‧軸向內部分

410‧‧‧內圈

411‧‧‧外圈

本發明的進一步的特徵和優點將參考附圖從如下的對本發明的一些較佳實施例的詳細描述中變得更清楚。在各附圖中：第1圖是根據本發明的自行車底部托架組件的第一實施例的縱截面的示意性視圖；第2圖是根據本發明的自行車底部托架組件的第二實施例的縱截面的示意性視圖；第2a圖是第2圖的組件的部分的放大視圖；第2b圖是第2圖的組件的細節的放大視圖；第3圖是根據本發明的自行車底部托架組件的第三實施例的縱截面的示意性視圖；第4圖是根據本發明的自行車底部托架組件的第四實施例的縱截面的示意性視圖。

1‧‧‧底部托架組件

2‧‧‧軸

3‧‧‧端部部分

4‧‧‧端部部分

5‧‧‧中心部分

10‧‧‧殼箱

11‧‧‧右自由端部

12‧‧‧左自由端部

13‧‧‧右前端部表面

21‧‧‧部分

22‧‧‧部分

30‧‧‧右曲柄臂

31‧‧‧右軸承

32‧‧‧右接頭

35‧‧‧軸肩

36‧‧‧右間隔件

36a‧‧‧環形襯墊

37‧‧‧端部凸緣