用于布置在自行车的转向头管内的悬架系统转让专利
申请号 : CN201980046181.2
文献号 : CN112703149B
文献日 : 2022-04-29
发明人 : 多梅尼科·博尔赫斯 , 卢卡·塞雷索利 , 法比奥·诺斯
申请人 : 希里得减震装置有限责任公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种用于自行车的悬架系统,其适于布置在所述自行车的框架的转向头管(1)内,所述头管在中心限定转向轴线(X),所述悬架系统包括:护套(2),其适于连接至自行车把手并且适于与所述轴线(X)同轴地枢转地接合在所述头管内;杆(3),其接合在所述护套内部并且至少以下端部从护套向外突出,下端部包括用于将杆固定至自行车叉(5)的杆固定手段;
所述杆(3)和所述护套(2)之间的联接手段,其包括滑动联接手段和棱柱形联接手段,滑动联接手段适于允许所述杆相对于所述护套沿所述轴线(X)滑动,棱柱形联接手段适于允许将围绕所述轴线(X)的转向扭矩从所述护套(2)传递到所述杆(3);以及活动部件(4),其可操作地布置在所述杆和所述护套之间,活动部件(4)适于执行对杆相对于护套的轴向运动进行弹性抵抗和阻尼的功能,其中,所述滑动联接手段和所述棱柱形联接手段在运动学上不关联并且沿所述轴线(X)在物理上彼此不同,其中,所述滑动联接手段包括第一和第二线性轴承手段(81、82),第一和第二线性轴承手段(81、82)相对于所述棱柱形联接手段是轴向地连续的,
其中,所述棱柱形联接手段包括引导套筒(6)和至少一个滑动径向块(21),引导套筒(6)围绕杆(3)的外侧表面(3c)锁定至所述杆(3),至少一个滑动径向块(21)锁定至所述护套(2),轴向联接手段包括在相对于所述引导套筒(6)的轴向连续位置处的轴承手段,其中,所述引导套筒(6)包括圆柱形的管状体(61),至少两个纵向发展的第一平行脊(62)从管状体(61)的外侧表面突出,所述第一平行脊被间隔开以限定凹槽(63),所述凹槽充当用于所述至少一个滑动径向块(21)的滑动轨道,所述至少一个滑动径向块(21)从所述护套(2)的内侧表面(2c)突出,
其中,至少所述第一平行脊(62)的径向端部小平面(62a)适于径向地停止并且参考护套边缘(23)的各个径向端部小平面,护套边缘(23)以相应的且镜像的方式并且在相应的位置处从护套(2)的所述内侧表面(2c)突出,护套边缘(23)也限定至少一个护套凹槽(24),通过所述护套凹槽(24)固定所述至少一个滑动径向块(21)。
2.根据权利要求1所述的悬架系统,其中,至少一个另外的脊或另外一对平行脊(62’)至少在相对于所述第一平行脊(62)的位置直径相对的位置处形成在所述引导套筒(6)上。
3.根据权利要求1所述的悬架系统,其中,所述至少一个滑动径向块(21)通过连接手段与所述护套(2)连接,所述连接手段适于允许调节滑动径向块在所述凹槽(63)内部的径向穿透。
4.根据权利要求3所述的悬架系统,其中,连接所述至少一个滑动径向块(21)和所述护套(2)的所述连接手段包括至少一个调节固定螺钉(22),至少一个调节固定螺钉(22)适于从护套的外部拧紧或拧松,拧紧/拧松旋转驱动滑动径向块的径向位移。
5.根据权利要求1所述的悬架系统,其中,所述引导套筒的所述凹槽(63)的横向截面和相应的至少一个滑动径向块(21)的横向截面示出以楔形方式会聚的相互匹配的侧面。
6.根据权利要求1所述的悬架系统,其中,在台阶(3d)和阻挡环形螺母(7)之间,在杆的上端区域(3a)处,所述引导套筒(6)被轴向地阻挡在杆(3)的所述外侧表面(3c)上,所述台阶(3d)根据至少一个轴向齿(3e)发展,至少一个轴向齿(3e)通过与引导套筒(6)的相应的轴向切口(61a)接合来防止引导套筒(6)围绕所述轴线(X)转动。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的悬架系统,其中,所述第一和第二线性轴承手段(81、82)分别对应于所述护套(2)的下端(2b)布置,并且在邻近所述棱柱形联接手段的向上移位的高度处。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的悬架系统,其中,所述第一和第二线性轴承手段(81、82)分别包括下滑动轴承和上循环滚珠轴承。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的悬架系统,其中,用于将杆固定至自行车叉的所述杆固定手段包括:法兰(31),其在所述下端部处与杆固定,并且设置有与所述轴线(X)正交的底部平面(31a),底部平面(31a)适于抵靠在设置在所述自行车叉(5)上的叉顶部平面(52)上;多个座(32),所述座沿着以所述轴线(X)为中心的闭合路径分布在所述法兰上,适于接收待拧紧在各个螺纹盲孔(51)中的各个固定螺钉(93)的头部,螺纹盲孔(51)在所述叉顶部平面(52)处开口;以及至少一个居中轴(33),其从所述底部平面(31a)轴向地突出,并且适于当所述底部平面(31a)停止抵靠所述叉顶部平面(52)时插入相应的居中空腔(54)中,居中空腔(54)形成在所述叉顶部平面(52)中。
10.根据权利要求9所述的悬架系统,其中,所述法兰(31)的所述座(32)沿着圆形的路径等距地间隔开。
11.根据权利要求10所述的悬架系统,其中,所述座的数目为六个。
12.根据权利要求9所述的悬架系统,其中,所述座(32)与各个固定螺钉(93)的头部一样都是沉头的。
13.根据权利要求9所述的悬架系统,其中,所述法兰(31)为圆盘形。
14.根据权利要求10所述的悬架系统,其中,所述至少一个居中轴(33)为布置在所述圆形的路径的中心处的单个轴,并且适于接合在居中地形成于所述叉顶部平面中的居中空腔中。
15.根据权利要求9所述的悬架系统,其中,所述居中轴为中空的并且容纳所述活动部件(4)的一部分。
16.根据权利要求9所述的悬架系统,其中,所述法兰(31)和所述居中轴(33)与所述杆(3)的本体以单个件获得。
17.一种自行车,其包括根据权利要求9‑16中任一项所述的悬架系统,以及叉,所述叉包括用于将叉固定至所述杆的下端部的固定手段,其中,所述叉固定手段包括叉顶部平面(52)、多个螺纹孔(51)以及至少一个居中空腔(54),叉顶部平面(52)适于充当用于所述底部平面(31a)的接触抵靠部,多个螺纹孔(51)形成在所述叉顶部平面(52)中且适于接收各个固定螺钉(93),并且至少一个居中空腔(54)形成在所述叉顶部平面(52)中且适于与所述居中轴(33)接合。
说明书 :
用于布置在自行车的转向头管内的悬架系统
技术领域
“竞赛”自行车,但并非专门用于此类自行车。
背景技术
度支持中距离或远距离骑行的自行车),强烈地感觉到减小自行车的重量和体积的需求,因
为这些因素尤其会影响这类自行车的客观和感知性能。
山地自行车,上述约束不太严格,这是因为重新布线的速度和性能类型平均而言使得空气
动力学和轻量化因素不太重要,而且在任何情况下悬架系统的充分可靠性和最大效率都胜
过任何其他需求。
石路或者甚至简易越野赛道上冒险的可能性,因为这种自行车具有特殊的多功能性;这种
考虑导致所谓的“砾石”自行车最近流行起来。这些自行车,以及构想用于自行车旅行的车
辆,或者耐力自行车,特别适于给业余爱好者(甚至老人)享受长距离骑行的可能性,在它们
的使用中发现舒适性是一个关键品质,必须确保该品质,而不会显著地或者在任何情况下
在不可接受的程度上影响车辆的速度性能和更普遍地影响效率。
案是设想了一种容纳在且实际上隐藏在自行车框架的转向头管内部的单杆悬架。遵循这种
设计概念的公开内容在专利US5320374中有所描述。其中公开的悬架提供了一种内部转向
管,该内部转向管从叉处升起,该内部转向管具有多边形截面,在其各个面上布置有线性滚
柱轴承,从而允许在该内部转向管和相应的内部带小平面的外管段之间的沿轴向方向的伸
缩运动,进而在其外表面上,在自行车框架的转向头管中旋转。
外管传递到内管。因此,滚针轴承在允许两根管自由滑动的同时,还要支撑径向载荷并维持
两根管之间相对于旋转力的对准关系,同时允许两根管自由地滑动。因此,可以利用轴向运
动的这种自由度来将弹簧/减震器组件与系统相关联。然而,该方案在许多方面不能被认为
是令人满意的,其中一个方面会提到精度缺陷、未充分减小的摩擦、维护问题。
向上间隔开的单个轴向轴承提供的可滑动联接件在运动学上是不关联的并且沿转向轴线
间隔开。然而,该布置仍然是不足的,因为它没有实现悬架的主要部件之间所需的动态平滑
度,并且就结构强度而言是不可靠的。
发明内容
接合在所述头管内;杆,其接合在所述护套内部并且至少以下端部从护套向外突出,下端部
包括用于将杆固定至自行车叉的杆固定手段;所述杆和所述护套之间的联接手段,其包括
滑动联接手段和棱柱形联接手段,滑动联接手段适于允许所述杆相对于所述护套沿所述轴
线滑动,棱柱形联接手段适于允许将围绕所述轴线的转向扭矩从所述护套传递到所述杆;
以及活动部件,其可操作地布置在所述杆和所述护套之间,活动部件适于执行对杆相对于
护套的轴向运动进行弹性抵抗和阻尼的功能,其中,所述滑动联接手段和所述棱柱形联接
手段在运动学上不关联并且沿所述轴线在物理上彼此不同,其中,所述滑动联接手段包括
第一和第二线性轴承手段,第一和第二线性轴承手段相对于所述棱柱形联接手段是轴向地
连续的,其中,所述棱柱形联接手段包括引导套筒和至少一个滑动径向块,引导套筒围绕杆
的外侧表面锁定至所述杆,至少一个滑动径向块锁定至所述护套,轴向联接手段包括在相
对于所述引导套筒的轴向连续位置处的轴承手段,其中,所述引导套筒包括圆柱形的管状
体,至少两个纵向发展的第一平行脊从管状体的外侧表面突出,所述第一平行脊被间隔开
以限定凹槽,所述凹槽充当用于所述至少一个滑动径向块的滑动轨道,所述至少一个滑动
径向块从所述护套的内侧表面突出,其中,至少所述第一平行脊的径向端部小平面适于径
向地停止并且参考护套边缘的各个径向端部小平面,护套边缘以相应的且镜像的方式并且
在相应的位置处从护套的所述内侧面突出,护套边缘也限定至少一个护套凹槽,通过所述
护套凹槽固定所述至少一个滑动径向块。
旋转驱动滑动径向块的径向位移。
齿通过与引导套筒的相应的轴向切口接合来防止引导套筒围绕所述轴线转动。
在所述自行车叉上的叉顶部平面上;多个座,所述座沿着以所述轴线为中心的闭合路径分
布在所述法兰上,适于接收待拧紧在各个螺纹盲孔中的各个固定螺钉的头部,螺纹盲孔在
所述叉顶部平面处开口;以及至少一个居中轴,其从所述底部平面轴向地突出,并且适于当
所述底部平面停止抵靠所述叉顶部平面时插入相应的居中空腔中,居中空腔形成在所述叉
顶部平面中。
腔,叉顶部平面适于充当用于所述底部平面的接触抵靠部,多个螺纹孔形成在所述叉顶部
平面中且适于接收各个固定螺钉,并且至少一个居中空腔形成在所述叉顶部平面中且适于
与所述居中轴接合。
附图说明
具体实施方式
到阻尼悬架的作用),以及向着转向驱动的杆(且进一步向着施加至外护套的转向扭矩)的
传递是两个功能组各自的任务,这两个功能组沿着转向轴线在物理上彼此不同(即,连续
的),并且在运动学上不关联。
驱动从把手传递到叉,该棱柱形联接件例如限定在锁定至杆的引导套筒和锁定至护套的至
少一个径向块之间;相反,部件之间的轴向滑动联接件由相对于引导套筒轴向连续的第一
和第二线性轴承手段提供。
的几何形状构造,在任何情况下它都是本发明范围之外的接口元件;
的中心轴线X来实现;此外,活动部件4可操作地设置在杆和护套之间,适于执行弹性抵抗和
阻尼上述两个部分之间的相对轴向运动的功能;这些活动部件4在任何情况下都将在后面
简要描述,它们不构成本发明的一部分,这意味着它们可以根据本领域公知和使用的特征
进行构造,并且从下面描述将更加清晰,它们在理解本发明及其实现方面没有任何重要作
用。
连接(未示出),并且适于将围绕轴线X的转向扭矩施加至护套。从构造的角度来看,护套2在
此有利地被制造成通过螺纹彼此连接的三个轴向连续的部分。
下面详细讨论。该下端相对于护套在外部,并且杆从护套的下端2b突出一段,该段在使用中
将根据施加在悬架系统上的偏移而可变化。
向发展的第一平行脊62从侧表面61a径向地突出,在周向方向上相互间隔开以限定凹槽63。
出于平衡压力的显著原因,至少一个另外的脊或另外一对平行脊62’至少在相对于第一脊
62的直径相对的位置处被复制。
槽63内部的径向穿透。例如并且优选地,可以设置至少一个调节固定螺钉22,可以从护套的
外部对其施加拧动旋转,块的径向运动响应于这种旋转。在装配或维护期间,该调节可以用
于优化滑动摩擦和转向精度,还可以恢复由于磨损而产生的一些游隙。再次有利地,如图3
所示,彼此相互匹配的凹槽的截面和块的截面都可以具有在某种程度上以楔形方式会聚的
侧面。
小平面的径向止挡和参照,脊23(和23’)以相应的且镜像的方式和位置从护套2的内侧表面
2c突出。脊23还限定至少一个凹槽24,块21容纳在该凹槽24内。在此处示出的示例中,在套
筒和护套之间有两对面向彼此的脊,两对脊中的其中一对用于滑动块21的可操作的布置。
套筒6的相应的轴向切口61a接合来防止套筒围绕轴线X旋转。
邻近套筒6的上方的一定距离处。有利地,提供了具有滑动摩擦的下轴承以及上循环滚珠轴
承。
移到杆,同时允许在这些部件之间的由两个线性轴承支撑的往复线性运动,其具有显著的
平滑度和精度,第二个优点尤其是由于轴承的间距,其有效地约束了杆,从而防止了明显的
弯曲变形。事实上,提及的两个功能在运动学上不关联,这不仅是由于沿X轴线不同的且分
离的部件,而且尤其是通过相对于棱柱形联接手段轴向地连续的第一和第二线性轴承手
段,该事实然后允许获得特别平衡的力场,同时增强性能(确保最大的滑动平滑度)和保证
极高的结构强度,这是对叉的基本要求,叉必须符合规定,意指克服许多静应力和疲劳试
验。
架,以替换磨损或损坏的部件。
液压阻尼组41采用由粘性流体(油)占据的腔室411,在该腔室411内,通过穿过设置在活塞
本身上的受控通道的流体转移的作用,固定至护套的活塞412的相对运动被允许(但被阻
尼);布置在护套内未被杆占据的上部中的主弹簧42,该主弹簧通过杆本身的偏移行程而受
力,弹簧通过移除安装在弹簧上方的部件,弹簧是可接近的,以改变其静态预紧力或者用另
一个不同刚度的弹簧代替它;用于排除或校准阻尼组41的组43,该组43又在相同的组41和
护套的上部之间在杆‑护套组件内部延伸,并且包括由电缆432提供动力的小型齿轮马达
431,用于连接至控制单元控制件(通常在自行车把手上)并且能够通过旋转杆433在活塞通
道上施加选择性的关闭动作,直到杆/护套偏移被阻挡(如果期望的话),并且实际上使悬架
的功能失效。所有这些部件,或者其它等效的或甚至具有不同性能的部件,都可以在已知技
术教导的基础上采用和调整,这种调整绝不受到本发明特定方面带来的任何特定问题影
响。这些已知教导显然包括用于各种液压密封件的结构布置,不仅关于阻尼系统的流体,还
由于润滑要求而施加。
交于轴线X延伸的底部平面31a。多个喇叭形座32形成在法兰中,优选地沿闭合路径(例如,
以轴线X为中心的圆形路径)以等距间隔的方式布置成冠状。座例如为并且优选为六个,并
且适于接收平行于轴线布置的各个固定螺钉93的头部。螺钉例如并且优选具有M5的尺寸。
此孔51在顶部平面52处开口并且为盲孔。根据常用的技术,叉可以由通常的材料(例如,钢,
铝或碳纤维)制成。如果叉由碳纤维制成,则螺纹孔51优选地由铝插件53制成,铝插件53在
零件层压工作过程中嵌入基体中。
从法兰31的底面31a的轴向突出部,上述接合在法兰以其底面31a停止抵靠在平面52上时建
立。有利地,杆体、法兰和轴以一体件实现;在任何情况下,这些部件,尤其是杆和法兰都以
锁定关系固定在一起。
护。