用于将车轮安装在自行车车架上的装置的制作方法

本发明涉及一种用于将车轮安装在自行车车架上的装置。

背景技术：

优选地，上述安装装置用于将车轮安装在竞赛自行车上，但是也可以预见在任何其它类型的自行车中使用该装置。

如已知的，自行车的前轮和后轮在车架的相应叉(前叉和/或后叉)处安装在自行车的车架上。

通过将车轮的轮毂与相应的叉联接来将车轮安装在自行车的车架上。

轮毂通常包括轮毂主体，该轮毂主体沿着纵向轴线延伸并且设置有用于附接车轮的轮辐和制动盘(如果有的话)的附接凸缘。轮毂主体具有轴向贯通腔，销容纳在该轴向贯通腔中。轮毂主体可相对于销绕上述纵向轴线旋转。

销具有相反的轴向端部，叉的相应臂用以稳定地联接在各轴向端部处。

在一些常规实施例中，销在其相反的轴向端部之一处包括外螺纹，该外螺纹构造成与直接在叉的臂中形成的内螺纹联接。作为替代，销的外螺纹可与制成在帽上的内螺纹联接，该帽被构造成轴向抵靠叉的臂的外壁。

销在相反的轴向端部处还包括锁定操纵杆，该锁定操纵杆被构造成允许将上述外螺纹拧入叉的臂中(或拧入盖中)，并且随后将车轮相对于自行车的车架锁定。

在这方面，锁定操纵杆与销作为一个单元围绕上述纵向轴线旋转，并且在枢转轴线上通过凸轮机构被枢轴连接到所述销。锁定操纵杆进一步抵靠设置在销中的抵靠表面，并且构造成与叉的另一个臂抵靠。

通过使锁定操纵杆围绕上述纵向轴线旋转，将销拧紧在叉(或盖)的臂的内螺纹中。这样的拧紧使得销相对于叉的臂锁定。由于凸轮机构，锁定操纵杆绕枢转轴线的随后旋转导致上述抵靠表面与叉的另一个臂的强制轴向抵靠，并且因此导致车轮锁定在叉上。

例如在us7562943和us8267484中描述了上述类型的销。

申请人观察到，在上述销中，锁定操纵杆相对于叉的臂轴向地突出不可忽略的轴向长度(通常为多厘米)。这特别是在竞赛用自行车领域对于一些骑自行车者和/或用户而言是不希望的。

因此，在本发明的基础上的技术问题是为骑自行车者和/或用户提供用于将车轮安装在自行车车架上的装置，该装置除了允许将车轮快速且容易地安装在自行车车架上之外，还克服了上述缺点。

申请人认为，上述轴向突出至少部分地由凸轮机构的存在引起，因此已经考虑到其中不使用凸轮机构的解决方案。

技术实现要素：

本发明涉及一种用于将车轮安装在自行车车架上的装置，该装置包括：

-销，该销沿着纵向轴线延伸并具有轴向通孔，该销在其第一自由端部处包括螺纹，该螺纹被构造成允许销与自行车车架的叉的第一臂之间的联接，该销在与所述第一自由端部轴向相反的第二自由端部处包括销头，该销头被构造成允许销与所述叉的第二臂之间的联接；

-操纵杆，该操纵杆用于驱动销绕纵向轴线旋转；

其特征在于，操纵杆至少部分地被容纳在轴向通孔中，在第一操作位置和第二操作位置之间可相对于销轴向移动，并且包括第一操纵杆元件和第二操纵杆元件，该第二操纵杆元件在垂直于纵向轴线的枢转轴线处枢轴连接到第一操纵杆元件；

其中当操纵杆处于所述第一操作位置时，第一操纵杆元件完全被容纳在轴向通孔中，并且第二操纵杆元件至少部分地被容纳在轴向通孔中，并且当操纵杆处于所述第二操作位置时，第一操纵杆元件至少部分地被容纳在轴向通孔中，并且第二操纵杆元件定位在轴向通孔的外部并且相对于第一操纵杆元件能够绕枢转轴线旋转；

其中当所述操纵杆处于所述第二操作位置时，所述第一操纵杆元件和第二操纵杆元件中的至少一个操纵杆元件通过形状联接件与所述销联接。

有利地，本发明的装置不包括任何凸轮机构。因此，销在自行车叉上的锁定仅通过销在叉的臂上(或在盖上)的拧紧和销头相对于叉的另一个臂的强制轴向抵靠的作用而发生。这样的拧紧由操纵杆驱动，该操纵杆包括两个操纵杆元件，这两个操纵杆元件绕垂直于销的纵向轴线的枢转轴线相互枢转。当不使用操纵杆时，上述操纵杆元件都被容纳在销内。当需要使用操纵杆时，操纵杆部分地从销中拔出，直到其到达第二操纵杆元件相对于第一操纵杆元件能够绕上述枢转轴线旋转的位置为止。在这样的位置中，前述操纵杆元件中的至少一个操纵杆元件通过形状联接件与销联接。因此，可以在第二操纵杆元件绕销的纵向轴线旋转之后实现操纵杆和销之间的扭矩传递。因此，通过使用单只手通过用单个手指作用在操纵杆上可以快速且容易地实现销的拧紧(在使用盖的情况下，需要用另一只手保持盖)。

甚至更有利地，当操纵杆处于其第一操作位置(即，当不使用操纵杆时)时，第一和第二操纵杆元件的壳体在销内部允许操纵杆的轴向体积相对于销的轴向体积最小化。

优选地，操纵杆包括第三操纵杆元件，该第三操纵杆元件在相对于第一操纵杆元件的相对侧上与第二操纵杆元件相关联。这样的第三操纵杆元件在实践中执行服务元件的功能，用户可以在该服务元件上用手指操作以从销中抽出操纵杆或将操纵杆插入销中并且驱动操纵杆绕销的纵向轴线旋转销。

甚至更优选地，第三操纵杆元件与第二操纵杆元件制成一体，并且相对于第二操纵杆元件倾斜预定角度。这允许通过上述手指快速且容易地抓握操纵杆，以便将操纵杆从销轴向地拉出或将操纵杆插入到销中，并且通过这样的手指快速且容易地推动操纵杆，以便使操纵杆绕上述纵向轴线旋转。

在本发明的优选实施例中，所述预定角度等于大约90°。申请人的确将这样的特定角度值识别为对于实现操纵杆相对于销的最小轴向体积和操纵杆运动的期望简单性而言是最佳的。

在本发明的第一优选实施例中，销头包括承座，该承座用于在操纵杆处于其第二操作位置并且第二操纵杆元件相对于第一操纵杆元件绕上述枢转轴线旋转时容纳第二操纵杆元件。

有利地，在这样的情况下，由于第二操纵杆元件和形成在销头中的承座之间的形状联接，获得操纵杆和销之间的扭矩传递。当操纵杆处于其第二操作位置(即，当使用操纵杆时)时，第二操纵杆元件在形成于销头中的承座中的壳体还允许操纵杆的轴向体积相对于销的轴向体积最小化(优选为零)。

在本发明的第二优选实施例中，轴向通孔在所述销头处包括具有非圆形横截面的部分，并且所述第一操纵杆元件和第二操纵杆元件具有与所述部分匹配的形状。

在这样的情况下，当操纵杆处于其第二操作位置时，由于第一操纵杆元件和轴向通孔的上述部分之间的形状联接，实现操纵杆与销之间的扭矩传递。

在本发明的第三优选实施例中，轴向通孔包括具有非圆形横截面的至少一个部分，所述第一操纵杆元件和第二操纵杆元件具有与上述部分的形状相匹配的形状，并且销头包括承座，当操纵杆处于其第二操作位置并且第二操纵杆元件相对于第一操纵杆元件绕枢转轴线旋转时，该承座用于容纳第二操纵杆元件。

在这样的情况下，当操纵杆处于其第二操作位置时，由于第一操纵杆元件和轴向通孔的上述部分之间的形状联接，以及第二操纵杆元件和形成销头中的承座之间的形状联接，在操纵杆和销之间实现扭矩传递。

优选地，当第三操纵杆处于所述第一操作位置时，第三操纵杆元件至少部分地被容纳在所述座中。以这样的方式，当不使用操纵杆时，操纵杆相对于销的轴向体积保持最小(优选地等于零)。

优选地，本发明的装置包括用于将操纵杆保持在所述第一操作位置中的保持装置。这样的设置使得在不使用操纵杆时可以避免操纵杆意外地沿轴向从销中出来。

在本发明的第一实施例中，所述保持装置包括与所述操纵杆联接的至少一个磁性元件。由于销由金属材料(优选为铝)制成，在这样的情况下，由于销在上述磁性元件上施加的磁性吸引力，操纵杆被保持在销内部。

优选地，所述磁性元件被容纳在形成于第三操纵杆元件中的承座中，并且当操纵杆处于所述第一操作位置时，所述磁性元件用于抵靠销头。以这样的方式，当操纵杆位于销内部时，操纵杆在销内的保持作用被精确地施加。

在本发明的第二实施例中，作为上述磁性元件的替代或补充，所述保持装置包括：压缩弹簧，该压缩弹簧被容纳在轴向通孔中并且具有相应的自由端，所述相应的自由端抵靠在第一操纵杆的自由端处形成的凸缘；以及环形抵靠壁，该环形抵靠壁相应地形成在销内部靠近销头。在这样的情况下，压缩弹簧以静止状态被容纳在销内部，并且当从销轴向地抽出操纵杆时，压缩弹簧被偏压成压缩。因此，由于响应于意外轴向力(该意外轴向力趋向于将操纵杆从销轴向地抽出)而由压缩弹簧施加的弹性反作用力(可能地除了由上述磁性元件施加的作用之外)，操纵杆被保持在销内。

在本发明的另外的实施例中，替代地或除了前述磁性元件和/或上述压缩弹簧之外，所述保持装置还包括o形环，当所述操纵杆处于所述第一操作位置时，该o形环与操纵杆接触并且与销的内表面接触。在这样的情况下，由于由o形环施加在操纵杆的内表面上的摩擦力(可能地除了由上述磁性元件和/或由上述压缩弹簧施加的作用之外)，操纵杆被保持在销内。

优选地，所述o形环被容纳在形成于操纵杆中的凹部中。这样的设置使得即使当移动操纵杆以从销中拔出或插入销时，o形环也可以稳定地定位在操纵杆上。

附图说明

通过参考附图进行的一些优选实施例的以下详细描述，本发明的其它特征和优点将变得更清楚，并且用于指示而非限制目的。在这些图中：

-图1是根据本发明的用于将车轮安装在自行车车架上的装置的第一优选实施例的透视图；

-图2是形成图1的装置的一部分的销的侧视图；

-图3a和图3b是图1的装置的第一实施例在两种不同的操作构造中的纵向截面图；

-图4a和图4b是图1的装置的第二实施例在两种不同的操作构造中的纵向截面图；

-图5a和图5b是处于两种不同操作构造中的图1的装置的第三实施例的纵向截面图；

-图6a和图6b是图1的装置的第四实施例在两种不同的操作构造中的纵向截面图；

-图7是图1的装置的第五实施例处于其操作构造中的纵向截面图；

-图8是根据本发明的用于将车轮安装在自行车车架上的装置的第二优选实施例的透视图；

-图9是形成图8的装置的一部分的销的透视图；

-图10是形成图8的装置的一部分的操纵杆的透视图；

-图11是图8的装置处于其操作构造中的纵向截面图。

具体实施方式

在附图中，附图标记1表示根据本发明的用于将车轮安装在自行车车架上的装置。这样的装置也用于将车轮从自行车的车架上拆下。

装置1包括沿着纵向轴线x延伸的销10。这样的销10由金属材料(优选铝)制成。

在本文所示和所描述的实施例中，销10制成为单件，然而可以预见其中销10由彼此相关联(例如螺纹连接)的两个或更多个不同件制成的替代实施例。

销10被构造成插入自行车的前轮或后轮的轮毂体(未示出)的纵向通腔中，以随后稳定地与自行车的车架的叉联接。

销10优选地具有基本上圆柱形的形状，并且在其自由端部10a处包括外螺纹11，并且在其与自由端部10a轴向相反的自由端部10b处包括销头12，销头12的外直径大于销10的其余部分的直径。

外螺纹11被构造成联接到在自行车的车架的叉的臂上形成的匹配螺纹。或者，匹配的螺纹可以在被构造成与叉的前述臂轴向抵靠的盖中进行。

销头12包括表面12a，该表面12a被构造成在销10拧入车架或前述盖中的端部处与叉的另一个臂轴向抵靠，如下文所述。

如图2所示，销10包括轴向通孔13。

在本文所示和所述的实施例中，这样的轴向通孔13在其靠近销头12的端部处包括销头12、部分13a，该部分13a具有非圆形横截面，该非圆形横截面相对于轴向通孔13的其余部分的宽度具有减小的宽度(图2)。在本文所示的示例中，这样的部分13a具有四边形的横截面，但是可以预见到具有与所示的形状不同的形状的截面。

部分13a在销10内部限定环形抵靠壁13b(图4a、图4b、图5a、图5b、图6a、图6b)。

在图1-7所示的实施例中，轴向通孔13在承座15内部通向销头12。这样的承座15优选地由具有相对的平壁并且沿着垂直于纵向轴线x的方向延伸的凹槽限定。

优选地，如图2-7所示，承座15包括第一承座部分15a和第二承座部分15b，该第一承座部分15a具有预定轴向深度，该第二承座部分15b的轴向深度小于第一承座部分15a的轴向深度。如图2所示，第一座部15a还具有宽度l1(定义为凹槽的相对壁的距离)，该宽度l1稍大于第二座部15b的宽度。第二座部15b具有宽度l2，该宽度l2基本上等于轴向通孔13的部分13a的宽度。

本发明的装置1还包括用于驱动销10绕纵向轴线x旋转的操纵杆20。在图2中，未示出操纵杆20。

操纵杆20被容纳在销10的内通孔13中，并且相对于销10可在图1、图3a、图4a、图5a、图6a和图7所示的第一操作位置(操纵杆20的静止或非使用位置)与图3b、图4b、图5b、图6b所示的第二操作位置(操纵杆20的工作或使用位置)之间轴向移动。

操纵杆20由金属材料(优选铝)或复合材料(优选碳或玻璃纤维)制成。

操纵杆20由彼此联接的多个操纵杆元件限定。特别地，操纵杆20包括：第一操纵杆元件21；枢轴连接到第一操纵杆元件21的第二操纵杆元件22；和与第二操纵杆元件22制成一件的第三操纵杆元件23，其相对于第一操纵杆元件21布置在相对侧上。

操纵杆元件21和22优选地具有非圆形横截面，更优选地具有与轴向通孔13的部分13a的形状匹配的形状。这样的操纵杆20在图9中示出。

操纵杆元件21在相对于第二操纵杆元件22轴向相反的自由端处包括凸缘21a，并且在其与凸缘21a轴向相反并且与第二操纵杆元件22相邻的自由端部21b处包括孔，该孔容纳沿垂直于纵向轴线x的枢转轴线y延伸的联接销25。

操纵杆元件22在其邻近第一操纵杆元件21的自由端部处包括一对壁22a，该一对壁22a与第一操纵杆元件21的自由端部21b联接，并且设置有相应的联接座，所述联接座与联接销25联接。

在未示出的替代实施例中，容纳联接销25的孔形成在操纵杆元件22中，并且一对壁22a形成在第一操纵杆元件21中。

如已经陈述的，操纵杆元件23与操纵杆元件22制成一件。然而，操纵杆元件23可以与操纵杆元件22制成不同的部件，并且通过另一联接销与操纵杆元件22联接。

在所示的实施例中，操纵杆元件23沿着相对于操纵杆元件22倾斜大约90°的方向延伸，并且具有拱形端部23a。

如图1、图3a、图4a、图5a、图6a、图7所示，当操纵杆20处于其静止位置时，操纵杆元件21和22沿纵向轴线x对准并且被容纳在轴向通孔13中。操纵杆元件21完全被容纳在轴向通孔13中，并且操纵杆元件22被容纳在轴向通孔13中并且突出于在销头12中形成的承座15中。操纵杆元件23被容纳在销头12的承座15中(特别是在第二承座部分15b中)，以便相对于销头12不轴向突出(或突出一部分可忽略的长度)。在这样的静止位置中，端部23a沿着垂直于纵向轴线x的方向相对于销头12突出。

如图3b、图4b、图5b、图6b所示，当操纵杆20处于其工作位置时，操纵杆元件21的一部分容纳在轴向通孔13的部分13a中，并且操纵杆元件21的不同部分在承座15中突出。操纵杆元件22相对于轴向通孔13的部分13a轴向地突出，并且在绕枢转轴线y旋转之后，操纵杆元件22相对于第一操纵杆元件21倾斜并且被容纳在承座15中。在这样的工作位置中，通过在第三操纵杆元件23上的侧向推力向第二操纵杆元件22施加扭矩，使第二操纵杆元件22绕纵向轴线x旋转，并且将扭矩传递到销10，结果是将螺纹11拧入在叉的臂上或盖中形成的螺纹孔中。第二操纵杆元件22相对于第一操纵杆元件21绕枢转轴线y的旋转可以通过以下事实获得：当操纵杆20处于其工作位置时，联接销25相对于轴向通孔13的部分13a轴向地突出。

在图3b、图4b、图5b、图6b所示的位置中，操纵杆20从销10轴向地突出有限的部分(约1cm)。然而，预见其中这样的轴向突出为零的实施例。

在其优选实施例中，本发明的装置1还包括保持装置，该保持装置用于将操纵杆20保持在图1、图3a、图4a、图5a、图6a和图7的静止位置。

在图3a和图3b所示的实施例中，这样的保持装置由磁性元件30限定，磁性元件30干涉地被容纳在形成于第三操纵杆元件23中的承座35中。当操纵杆20处于其静止位置(图3a)时，磁性元件30抵靠销头12。为了使操纵杆20进入其图4b的工作位置，相对于由制成销10的金属材料施加在磁性元件30上的磁性吸引力，需要在第三操纵杆元件23的端部23a上施加较大量的轴向力。当不使用操纵杆20时，这样的磁性吸引力将操纵杆20保持在销10内。

在未示出的实施例中，在销12中还设置有磁性元件。特别地，当操纵杆20处于静止位置时，这样的磁性元件以干涉方式被容纳在形成于销头12中的承座中，在面向磁性元件30的位置。

在图4a和图4b所示的替代实施例中，上述保持装置由容纳在轴向通孔13中并且具有分别抵靠第一操纵杆元件21的凸缘21a和和销10的环形抵靠壁13b的相应的自由端。在图4a的静止位置中，压缩弹簧40处于静止状态。为了使操纵杆20进入其图4b的工作位置，相对于由压缩弹簧40施加的弹性反作用而言，需要在第三操纵杆元件23的端部23a上施加更大幅度的轴向力。当不使用操纵杆20时，这样的弹性反作用力将操纵杆20保持在销10内。

图5a和图5b示出另一可选实施例，其包括上文参照图3a、图3b所述的磁性元件30和上文参考图4a和图4b所述的压缩弹簧40。

在图6a和图6b所示的替代实施例中，除了上面参考图4a和图4b描述的压缩弹簧40之外，上述保持装置还包括o形环50，o形环50干涉地容纳在凹部51中，该凹部51优选地形成在第二操纵杆元件22中，特别是在第二操纵杆元件22的轴向部分中，当操纵杆20处于其静止位置(图6a)时，第二操纵杆元件22定位在轴向通孔13的部分13a处。当操纵杆20处于图6a的其静止位置时，o形环50在部分13a处接触销10的内表面，并且当操纵杆20进入如图6b所示的其工作位置时，o形环50在部分13a处在销10的内表面上滑动。为了使操纵杆20进入图6b的其工作位置，相对于由压缩弹簧40施加的弹性反作用以及相对于由o形环50在部分13a处在销10的内表面上施加的摩擦力而言，必须在第三操纵杆元件23的端部23a上施加更大幅度的轴向力。当不使用操纵杆20时，这样的摩擦力有助于将操纵杆20保持在销10内部。

在图7所示的替代实施例中，为了将操纵杆20保持在其静止位置，仅使用上文参考图6a、图6b所述的o形环50。

提供了另外的实施例，其中上述o形环50与参考图3a、图3b描述的弹性元件30组合使用，可能还与参考图4a和图4b所描述的压缩弹簧40一起使用。

当通过将销10插入轮毂主体中来组装轮毂主体时，操纵杆20处于图1、图3a、图4a、图5a、图6a和图7所示的其静止位置。

当必须将车轮(包括如此组装的轮毂主体)安装在自行车的车架上时，用户首先将轮毂主体定位在叉的臂之间，并且使这些臂与销10的端部10a、10b接触。在这样的操作之后(或之前)，用户将操纵杆20带入图3b、图4b、图5b、图6b的工作位置。这首先通过用手指拉动操纵杆20，特别是作用在操纵杆元件23的端部23a上，然后使第二操纵杆元件22相对于第一操纵杆元件21绕枢转轴线y旋转，并且将第二操纵杆元件22定位在形成于销头12上的承座15中。此时，用户再次用手指在上述端部23a上作用，使第二操纵杆元件22绕纵向轴线x旋转，驱动销10旋转并且将螺纹11旋拧在叉的臂上(或在盖上)，从而使销头12的抵靠表面12a被强制轴向抵靠叉的另一个臂。一旦旋拧完成，车轮就稳定地安装在自行车的车架上。然后，用户通过首先使第二操纵杆元件22与第一操纵杆元件21对准然后推动销10内的操纵杆20(通过作用在第三操纵杆元件23上)来将操纵杆带回至图1、图3a、图4a、图5a、图6a的静止位置中。

上述保持装置30、40、50确保在使用自行车期间将操纵杆20保持在图1、图3a、图4a、图5a、图6a和图7的静止位置。

为了从自行车的车架上移除车轮，用户通过执行与上述从销10拔出操纵杆20相同的操作并且将第二操纵杆元件22定位在形成于销头部12中的承座15中，将操纵杆20带到图3b、图4b、图5b、图6b的工作位置。然后，通过用手指作用在上述端部23a上，用户绕纵向轴线x旋转第二操纵杆元件22，因此驱动销10旋转并且从叉的臂(或从盖)旋松螺纹11，同时松开销头12和叉的臂之间的轴向抵靠。因此，用户可以从自行车的车架上拆下车轮。

图8-11示出本发明的装置1的另一替代实施例。在这些图中，与上述类似的元件用相同的附图标记表示，并且将不再描述。

图8-11所示的实施例与图1-7所示出的和上面描述的实施例的不同之处在于，承座15不在销头12中制造。在这样的情况下，轴向通孔13的端部13a向上延伸到销头12的轴向外表面，如图9所示。

图8-11所示的实施例包括上述的所有保持装置30、40、50。然而，提供了图8-11所示的实施例的替代实施例，其中只有一个或仅少数几个前述保持装置30、40、50。

图8-11的装置1以与上面参考图1-7所描述的相同的方式使用。唯一的区别是，当操纵杆20处于静止位置时，操纵杆元件23抵靠在销头12的轴向外表面上，并且当用户通过用手指拉动操纵杆20(特别是作用在操纵杆元件23的端部23a上)将操纵杆20带到图8和图11的工作位置时，联接销25相对于销头12轴向突出，允许用户使操纵杆元件22相对于操纵杆元件21绕枢转轴线y旋转。在这样的情况下，即使操纵杆元件22和操纵杆元件21之间的最小相对旋转足以允许用户再次用手指作用在上述端部23a上，以使第二操纵杆元件22绕纵向轴线x旋转，由于轴向通孔13的部分13a和操纵杆元件21之间的形状联接，驱动销10旋转。

当然，本领域技术人员可以对本发明进行多种修改和变型，以便满足特定和偶然要求，所有这些在任何情况下都在所附权利要求所限定的保护范围内。