专利名称：脚踏车的筒式底托架的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于脚踏车的筒式底托架(bottom bracket)。
背景技术：
底托架是一种机械装置，其将曲柄连接到脚踏车的框架，并且以其很少改进的形 式，包括曲柄连接到其相对端的心轴、设计为旋拧到框架以固定心轴的两个帽以及两套滚 动接触体，滚动接触体由各自的保持架保持定位，并且装设在帽和心轴之间，以允许心轴相 对于框架的转动。两个帽、轴承和心轴可以是单独的元件，如同其以前的形式一样，或者可以预装在 密封的筒中，其已知包括圆柱管，设置在心轴周围，并且在它自身内部借助两套滚动接触体的各自的保持 架容纳两套滚动接触体；第一帽，固定到筒的第一端，并且具有外螺纹以旋拧到脚踏车框架；以及第二帽，安装到筒的第二端，并且具有其自己的外螺纹以将其旋拧到脚踏车的框 架并相对于框架锁定筒。上述类型的筒式底托架可以比更早的底托架更快和更容易地装配，但是仍然很复 杂，至少从制造的观点看如此，并且生产仍然相对昂贵。例如，在上述类型的底托架中，心轴 的外部必须对每个端部机加工以形成台肩用于轴向定位帽或每套滚动接触体，并且还必须 随后机加工以能够在每个端部形成多个斜面用于将其连接到曲柄。心轴的该表面机加工同 样增大了该部件的制造成本。最后，心轴的端部不仅设置为与曲柄的金属接触，而且经受外部介质的作用，因 此，为了增加底托架的寿命，当前使用的心轴要求表面处理，并主要是镀锌。因此，足够清楚 的是，必须施加到心轴的这些额外的表面处理仅进一步增大了上述底托架的制造成本。
发明内容
本发明的目的是提供用于脚踏车的筒式底托架，其并不改变强度和硬度必要特 性，但是却生产便宜和简单。本发明提供用于脚踏车的筒式底托架，该底托架使得它可以设置在脚踏车框架的 座中，并包括具有两个相对的自由端的心轴和密封筒，该密封的筒沿着心轴的长度大致中 心地定位以使得两个相对的端部外露；该底托架的特征在于，该密封筒包括在所述筒的相 对端安装在心轴上的两个密封滚动接触轴承，而内部间距件和管装设在两个滚动接触轴承 之间，从而限定轴承之间的距离；心轴对于每个自由端包括成形帽，其抵靠相应的轴承轴向 安装，且完全覆盖心轴的相应的自由端。
现在参考附图描述本发明，附图示出了实施例的非限定性示例，其中
图1是根据本发明的用于脚踏车的筒式底托架的优选实施例的透视图；图2以截面图和放大的形式示出了图1所示底托架；以及图3是图2所示的底托架的端视图。
具体实施例方式参考图1，标号1是用于脚踏车的筒式底托架的总标号。底托架1是这样的，它可以设置在脚踏车框架3 (已知的，未示出)中的管状座2 中，以将两个曲柄(已知的，未示出)连接在一起。底托架1包括心轴4，具有两个相对的端部5，以及密封筒6，其沿着心轴的长度大致中心地定位，以便将两个端部5暴露到外面。因此，如图2和3同样所示，心轴4具有纵轴A且由基本上圆柱的外表面7限定， 外表面7至少在两个端部5具有设置在轴A的相对侧上的两个圆柱面7a和与圆柱面7a在 位置上交替的两个平坦面7b。心轴4对于每个端部5还具有相应的内螺纹座8，其在心轴 4内沿着轴A延伸，并且能容纳螺丝(未示出)来固定相应的曲柄(未示出)。密封筒6包括两个滚动接触的轴承9、内部间距件10和外管11。它们轴向地设置 在两个轴承9之间，以便限定轴承9之间的距离。每个轴承9具有轴向抵靠间距件10安装在表面7上的内环91、插入管11中的相 应的环形座93中的外环92以及装设在内环91和外环92之间的多个滚动体94。最后，每 个轴承9包括装设在内环91和外环92之间的两个密封件95以密封该轴承9，且同时还密 封筒6，因此筒6的内部完全与外部隔离。这消除了任何形式的污染物进入的风险和对维护 的需求。为了使底托架1具有更长的寿命且使其更加可靠，心轴1的每个端部5包括成形 帽20 其轴向抵靠相应的轴承9的内环91设置，并且覆盖且完全地保护相应的端部5。换 言之，心轴4的表面7被两个帽20、被轴承9的内环91和被间距件10覆盖而没有任何间 隙，从而心轴4不需要任何特殊的抗腐蚀表面处理。每个帽20与相应的端部5有角度地成为一整体，并且具有内通座22，内通座22成 形为复制相应的两个圆柱面7a和两个平坦面7b，因此内通座22用作每个帽20相对于心轴 4的抗转动元件。每个帽20还外部成形且根据应用设置有围绕轴A以规则间隔开的两个或 四个表面21以，所述表面21相对于轴A倾斜以防止当帽20接合在所述曲柄(未示出)中 时心轴4相对于曲柄(未示出)的任何相对转动。最后，每个帽20包括在表面21的端部边缘M周围延伸的折叠(folded)边缘23， 并且部分覆盖心轴4的相应的端部表面7c，座8通过该端部表面7c形成。在图2所示实施 例的示例中，边缘23恰好覆盖相应表面7c的周边部分，但是，在一未示出但容易从上面的 描述推导出的实施例中，边缘23可以朝着轴A在相应的表面7c上径向地延伸，直到进入到 相应的座8中。每个帽20由直接共模制(co-moulded)到心轴4的相应端部5上的塑料形成，或 者，替代地，以其最终的形状，由诸如钢的熔结金属预制，然后安装在相应的端部5上，或 者，替代地，以其最终的形状，由诸如铝的金属预制，并且安装在心轴4的相应的自由端5上。帽20的三个替代实施例的每一个具有其自身的优点例如，由共模制的塑料制成 的帽20非常便宜，但是强度有限，而熔结钢的帽强度非常好，但是相对昂贵。铝制成的帽20 呈现了前两个方案之间的中间方案，因为它具有中等的强度，并且价格也适中。如果帽20直接共模制在心轴4上，则两个轴承9和间距件10将预装在所述心轴 4上，并且在共模制过程中保持在它们的预装位置。为了进一步减少生产上述底托架1的成本，管11也可以完全由直接共模制在轴承 9上的塑料制成，以使得直接在共模制过程中形成与外环92接触的座93。然而，如附图所示，管11包括加强部111，其在筒6的每一侧上限定环形座93，该环形座93朝着所述筒6的外 侧轴向开口，以及主体113，其由塑料制成，与加强部111 一体，并共模制到加强部11上。加强部111包括中心圆柱主体114和在筒6的每一侧上的至少三个止停元件115， 止停元件115从主体114向外轴向地延伸出来，并且围绕轴A均勻地分布以限定相应轴承 9的座93。主体114由圆柱表面IHa径向向外限定，该圆柱表面IHa与轴A同轴并具有在 外环91的外径和滚动体94的中心的直径之间的尺寸的直径，而止停元件115由圆柱表面 11 径向向外限定，圆柱表面11 的直径的尺寸为等于主体113的圆柱外表面113a的直 径的尺寸。止停元件115在彼此之间通过相应的外环92限定，该外环92具有空间117，该空 间117的形状与止停元件115的形状完全互补，并且止停元件115通过表面11 限定，该 表面IHa具有圆柱的环形腔，该环形腔类似于空间117，在共模制过程中充填塑料，从而与 所述空间117 —起限定主体113。实践中，加强部111除了止停元件115外几乎被主体113完全覆盖，其径向和轴向 地到主体113的外面，同时保持在所述主体113的尺度的界限中。止停元件115的存在不仅给予底托架1足够的刚度以用于更多的场合，而且甚至 使轴承9的定位更加精确。然而，即使管11完全通过共模制而制成，底托架1仍将具有足 够的硬度以用于很多场合，并且轴承9的定位仍很精确，因为它在成形中将通过预装配来 保证。在上述的替代的情况中，内管11或仅主体113的共模制可以与帽20的共模制同 时进行，其中后者也共模制到心轴4上。可以制作管11或主体113或帽20的塑料可以是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS) 或聚丙烯(PP)。尽管这些是不同基的聚合物，但是它们都是低成本的热塑塑料，在注射模制 时给出良好的结果。上述的底托架1，一旦插入座21中，由两个螺纹帽(未示出)轴向锁定，其中第一 螺纹帽在框架3上具有轴向止停部，且旋拧在所述框架3上，而第二螺纹帽在所述底托架1 上具有轴向止停部，并且类似地旋拧到框架3，从而紧紧地闭合底托架1，并且将其轴向地 锁定在座2内。所述螺纹装配帽，与帽20和底托架1的其它部件类似，关于垂直于轴A且对应于脚踏车纵平面的中间平面对称因此，底托架1的部件的对称也提供了组件和底托架1自身 相对于脚踏车的纵平面的对称。由上面的描述清楚可见，从结构的观点和制造的观点看，上述的底托架1都具有 简单的结构，并且与现有底托架的特性相比，还具有如果不是更好也是可比拟的刚度特性 和阻止外部污染物的特性。用密封的滚动接触轴承9装配底托架1的可能性使筒6完全不渗透，从而给予底 托架1长的寿命。此外，通过利用底托架1自身的部件例如具体地讲是帽20来保护整个心 轴4，并且还通过给帽20以连接到曲柄的形状的功能，可以采用非常简单形状的心轴4，而 不需要特别的涂镀。这进一步降低了整个产品的成本。本发明不意味着限于其中所描述和所示出的实施例，所述实施例应当视为用于脚 踏车的筒式底托架的实施例的示例，可以对部件形状和设置、结构细节以及装配进行进一 步的修改。
权利要求
1.一种用于脚踏车的筒式底托架(1)，该底托架(1)设置为使得它能够布置在脚踏车 框架(3)的座O)中，并且包括具有两个相对自由端(5)的心轴G)，以及沿着该心轴(4) 的长度大致中心地定位的密封筒(6)，以使得该两个自由端( 外露；该底托架(1)的特征 在于，该密封筒(6)包括在所述筒(6)的该自由端( 处安装在该心轴(4)上的两个密封 滚动接触轴承(9)，而内部间距件(10)和管(11)装设在该滚动接触轴承(9)之间，以限定 该轴承(9)之间的距离；该心轴(4)对于每个自由端(5)包括成形帽(20)，该帽00)轴向 抵靠相应的轴承(9)安装，并且完全覆盖该心轴的相应的自由端(5)。
2.根据权利要求1所述的底托架，其特征在于，该心轴由圆柱表面(7)向外限定， 该圆柱表面(7)至少在该相应的自由端( 具有两个相对的平坦面(7b)，并且被该两个帽 (20)、该轴承(9)的内环(91)和该间距件(10)覆盖而没有任何间隙。
3.根据权利要求2所述的底托架，其特征在于，每个帽00)与该相应的自由端(5)有 角度地形成为一体，并且至少具有两个抗转动的外表面(21)，用于不可转动地接合在相应 的曲柄中。
4.根据权利要求3所述的底托架，其特征在于，每个帽00)具有相对于该心轴(4)倾 斜的四个等角的抗转动的外表面(21)，以不可转动地接合在相应的曲柄中。
5.根据权利要求3或4所述的底托架，其特征在于，每个帽00)是由直接共模制在该 心轴的相应的自由端(5)上的塑料制成，或者由熔结的金属制造并安装在该心轴的相 应的自由端(5)上，或者由诸如铝的金属制造并安装在该心轴⑷的相应的自由端(5)上。
6.根据权利要求5所述的底托架，其特征在于，该管(11)完全由塑料制成，并且直接共 模制在所述滚动接触轴承(9)上。
7.根据权利要求6所述的底托架，其特征在于，该管(11)包括加强部(111)，具有环形座(93)，该环形座(9 轴向开口用于每个轴承(9)，以及塑料主体(113)，共模制在所述加强部(111)上。
全文摘要
一种用于脚踏车的筒式底托架(1)，该底托架(1)是这样的，其可设置在脚踏车框架(3)的座(2)中，并且设置有具有两个相对自由端(5)的心轴(4)，每个相对端由成形帽(20)覆盖，以及沿着该心轴(4)的长度大致中心地定位的密封筒(6)，以使得两个自由端(5)通过它们各自的帽(20)外露；该筒(6)由沿着心轴(4)安装的两个密封滚动接触轴承(9)、内部间距件(10)和管(11)形成，内部间距件(10)和管(11)装设在两个滚动接触轴承之间以限定轴承(9)之间的距离。
文档编号B62M3/16GK102060077SQ20101054971
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月15日 优先权日2009年11月17日
发明者亚历山德罗·桑索恩, 罗伯托·莫拉, 詹皮罗·斯卡尔特里蒂, 里卡多·雷斯蒂沃 申请人:Skf公司