专利名称：自行车曲臂、中间产品和用于制造这种曲臂的方法
技术领域：
本发明涉及一种自行车曲臂。
本发明还涉及用于制造这种曲臂的中间产品和芯部。本发明还涉及用于制造前述曲臂的方法。
背景技术：
自行车和/或自行车构件特别是竞赛自行车的制造者总是要求降低自行车的总体重量，并且因此尽可能降低各种自行车构件的重量，同时确保、如果不能甚至改进，这种构件的结构强度特性。
为了满足该要求，研制出利用复合材料制造的自行车构件，特别是曲臂，该材料包括单向连续结构纤维，或者薄片或小的薄板形式的纤维，该纤维随机地布置并且结合在聚合材料中。结构纤维实际上基本有助于曲臂的结构强度。
法国专利FR2636386公开了一种曲臂，它的由膨胀聚氨酯制成的芯部布置在两个插件之间，并且卷绕的单向结构纤维围绕插件和芯部缠绕成环。具有与前述单向纤维不同定向的其它织造结构纤维层围绕曲臂的整个本体。
本申请人注意到，在前述法国专利中描述的曲臂中，抗弯曲、扭转和牵引性被分配到结构纤维层，其中一层的纤维具有与相邻层的纤维不同的定向。因此，各层纤维具有不同刚度并且随着在蹬踏期间曲臂经受的不同应力而具有彼此不同的变形。这种变形差异不可避免地导致各个层的分离，因此降低了曲臂的使用寿命。
US5,941,135描述了一种中空曲臂，这是如此获得的，即通过围绕空气腔室缠绕充有树脂的结构纤维织物并且围绕插件弯曲该空气腔室，从而在树脂交联处理和移除空气腔室之后获得围绕插件的空腔。
本申请人已经发现，在前述US专利中描述的曲臂在其端部处具有非匀质点，该非匀质点构成张力集中点并且因此曲臂的薄弱点。这种不连续点，特别是在其粘附到插件的一侧上在织物上局部存在并且由如此事实引起，即织物在该侧上起皱并且在相对侧上伸长。
本申请人考虑提供这样一种曲臂的问题，与已知曲臂相比，该曲臂具有更高的抗断裂性。
本申请人还考虑提供这样一种曲臂的问题，它具有不带有张力集中点的中空端部区域。
发明内容
本发明因此在其第一方面涉及一种自行车曲臂，该曲臂包括沿着纵向轴线X-X延伸的细长本体并且具有包括用于联接自行车底部托架组件的第一底座的第一端部；包括用于联接踏板的第二底座的第二端部；中间部分，该部分在所述第一端部和所述第二端部之间延伸并且包括不具有结构强度的内部部分、第一加强结构，和第二加强结构，该第二加强结构布置在所述内部部分和所述第一加强结构之间并且包括至少部分具有第一定向的至少一束结构纤维；其特征在于，所述中间部分具有垂直于所述纵向轴线X-X的截面，其中所述内部部分占据由具有第一表面延伸部的第一区域和由具有第二表面延伸部的第二区域形成的空间，并且其中所述第二加强结构占据一定空间，该空间具有等于在所述第一和第二区域之间的差异的表面延伸部。
有利地，本发明的曲臂在轻的重量和结构强度之间具有良好的平衡。实际上，第二加强结构布置在曲臂的在操作中最受压力的区域处，其它区域是中空的或者利用不具有结构能力的材料制造。而且，在这种曲臂中，有利地，当应力通过它们的相互接触表面从第一加强结构传递到第二加强结构时，第二加强结构在其面向曲臂内部部分的表面处自由变形。实际上，因为曲臂的内部部分不具有结构能力，在第二加强结构和内部部分之间的界面处不产生这样的约束张力，该张力与第二加强结构的变形应力作用相反，将使得第二加强结构从第一加强结构脱离。有利地，在其中内部部分由空腔形成的的情形中，约束张力完全为零。
优选地，第二加强结构在所述垂直截面中如此布置，从而面向所述第一加强结构的所述第二加强结构的各个表面部分与面向所述内部部分的所述第二加强结构的相应表面部分相对。
优选地，所述第二加强结构的纤维是单向连续结构纤维，该纤维在所述中间部分处基本平行于所述纵向轴线X-X延伸。这种纤维，有利地，赋予曲臂抗牵引应力的结构特性。
优选地，所述第一加强结构的纤维是单向连续结构纤维，该纤维基本沿着至少一个方向延伸，该方向关于所述纵向轴线X-X以预定的第一角度倾斜。更优选地，所述预定的第一角度等于大约45°。本申请人实际上发现该倾斜度是最佳的以赋予曲臂抵抗牵引、弯曲和扭转应力的特性。
然而第一加强结构的纤维可以是具有随机布置的纤维薄片或小的织物薄板。
优选地，前述结构纤维结合在复合材料中，优选地为聚合物。
优选地，该曲臂的第一和第二端部包括复合材料，该材料包括随机地布置并且结合在聚合材料中的结构纤维。有利地，例如以小的织物薄板或者纤维薄片的形式随机地布置的结构纤维当在模具中受到压力时能够流动并且因此能够最优地填充模具空腔的端部区域从而形成曲臂端部。在任何情形中利用包括结构纤维的材料制造的这种端部，具有理想的结构强度特性。
优选地，在复合材料中的结构纤维，无论是连续的或者是随机地布置的薄片，从下面的组选择，该组包括碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、硼纤维、陶瓷纤维及其组合，碳纤维是最优选的。
优选地，在复合材料中的聚合材料是热固材料。更优选地，该热固材料包括环氧树脂。然而，不排除使用热塑材料的可能性。
优选地，该曲臂的细长本体具有适于面对自行车框架的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面并且曲臂的中间部分的第二加强结构与所述第一表面相比更加靠近所述第二表面。
在本发明曲臂的第一实施例中，特别是在左曲臂的情形中，第二加强结构也在所述端部的至少一个处延伸，并且在所述端部的所述至少一个处，与所述第二表面相比，更加靠近所述第一表面。
在本发明曲臂的第二实施例中，特别是在右曲臂的情形中，这种曲臂也在所述端部的至少一个处包括至少一个加强结构，并且该加强结构在所述端部的所述至少一个处，与所述第一表面相比，更加靠近所述第二表面。
在上述的两个实施例中，有利地，第二加强结构布置在曲臂在蹬踏期间最受压力的区域处。这种区域在左曲臂中是在面向自行车框架的一侧上在用于联接底部托架组件的区域处，，而在右曲臂中是曲臂的向外的表面。
在左曲臂的情形中，曲臂端部的加强结构可以是曲臂中间部分的第二加强结构的延伸部。然而，优选地，曲臂端部的加强结构不同于曲臂中间部分的加强结构，这将在下面更加清楚地描述。
优选地，所述细长本体的中间部分具有垂直于所述纵向轴线X-X的截面，其中所述第二加强结构具有等于所述内部部分高度的大约一半的高度。以此方式，获得了中空的、并且因此轻质的曲臂，其中第二加强结构布置在该曲臂的在操作中最受压力的部分处操作。
优选地，前述内部部分由第一由空腔形成。在可替代的和没有那么优选的实施例中，该内部部分可由不具有结构能力的材料例如膨胀聚氨酯制造。
优选地，第二加强结构沿着所述细长本体纵向地延伸并且围绕所述第一和第二端部以及所述中间部分弯曲成环。有利地，如此制成的加强结构赋予曲臂高的抗牵引载荷特性更优选地，曲臂的细长本体在所述端部的至少一个处，还包括所述第二加强结构的一部分的至少一个保持元件。有利地，这种保持元件在曲臂模制过程中便于保持在曲臂端部处的第二加强结构的纤维被张紧和到位。因此，可确保在曲臂的在蹬踏期间最为受力的区域处存在结构纤维，在这之中特别是用于联接自行车底部托架组件的曲臂的端部。更加有利地，该保持元件可确保在模制期间由于填充材料的流动，纤维在曲臂端部中不起皱。本申请人实际上发现该结构纤维如果被过度弯曲则能够断裂。可能的起皱因此在曲臂的本体结构中产生薄弱点。
优选地，该保持元件在它的面向所述细长本体的所述中间部分的所述内部部分的外表面部分处具有小的厚度。有利地，这允许适于形成曲臂的减轻的内部部分的芯部更加靠近曲臂自身的端部区域并且因此允许获得如此曲臂，其中该减轻的内部部分具有更长的纵向延伸部。
例如，该保持元件可由环形螺母形成，该螺母适于被拧入在曲臂端部的成形元件上形成的外螺纹中，但是不排除其它类型的联接。
优选地，该保持元件，由于将被保持在成品曲臂中，由轻质材料例如复合材料或者金属合金制造。曲臂的重量因此保持较低。
更优选地，该保持元件从装填有玻璃纤维的酚醛树脂制造，所述玻璃纤维的含量优选地等于40-50％。本申请人已经发现如此制造的保持元件给出良好的性能结果，并且同时具有特别低的成本。
优选地，所述第一和第二端部的至少一个在所述底座处包括相应联接孔。
更优选地，该曲臂在所述联接孔处还包括所述端部的成形元件的多个定中元件。
这种定中元件优选地从与曲臂相同的材料制成，更优选地，在联接孔中从所述联接底座以悬臂梁方式延伸。
优选地，该曲臂还包括围绕所述联接孔延伸的第二空腔。围绕联接孔的该空腔有利地允许获得被进一步减轻的曲臂。
优选地，适于允许联接曲臂和自行车底部托架组件或者踏板的插件被插入联接孔中。
优选地，第二空腔是在曲臂中间部分处形成的第一空腔的延伸部。然而，不排除在曲臂端部中形成的空腔和在曲臂中间部分中形成的空腔可以是不同的和分离的可能性。
优选地，第二空腔具有至少在部分上小于第一空腔高度的高度，从而曲臂在与底部托架组件和与踏板的联接区域处具有厚度增加的区域，该区域适于确保所需的结构强度。
然而，不排除可替代的实施例，其中第二空腔具有等于第一空腔的高度，或者等于插件的高度，该插件被插入在曲臂端部中形成的相应联接底座中。
在本发明曲臂的特定实施例中，第一和第二端部均包括围绕相应联接底座延伸的相应的第二空腔。
如上所述，本发明的曲臂可以是左曲臂或右曲臂。在右曲臂的情形中，它在用于联接自行车底部托架组件的端部处包括多个辐条，该辐条优选地包括相应空腔，该空腔从围绕在曲臂端部中设置的联接底座形成的第二空腔分支出来。由此获得了特别轻的右曲臂。
优选地，构成曲臂中间部分的第二加强结构的该单向纤维束沿着围绕相应空腔的所述辐条延伸并且遵循其轮廓，从而确保曲臂在所述辐条处也具有结构强度。
优选地，辐条的空腔的高度大于围绕在曲臂端部中形成的联接底座的空腔的高度。因此在曲臂中获得围绕用于联接底部托架组件的底座的加厚的区域；这种加厚可确保在曲臂的在蹬踏期间特别受力的区域中具有所需的结构强度特性。这种区域特别是在向外的一侧上用于联接底部托架组件的区域。
优选地，本发明的曲臂包括连续结构纤维层，它围绕所述联接底座缠绕成螺旋形。这是为了增强曲臂在用于联接底部托架组件的前述区域处的耐力特性。
在其第二方面中，本发明涉及一种用于制造自行车曲臂的中间产品，这种中间产品包括芯部，该芯部具有沿着纵向轴线X-X延伸的细长本体，第一加强结构和第二加强结构，该第二加强结构包括至少部分具有第一定向的至少一束结构纤维，其特征在于，它包括垂直于所述纵向轴线X-X的截面，其中所述芯部占据由具有第一表面延伸部的第一区域和由具有第二表面延伸部的第二区域形成的空间，并且其中所述第二加强结构占据一定空间，该空间具有等于在所述第一和第二区域之间的差异的表面延伸部。
有利地，上述中间产品可用于制造本发明的曲臂，并且因此允许实现关于这种曲臂的前述优点。
优选地，本发明的中间产品包括单独的和/或相结合的所有的在上面关于曲臂描述的优选结构特性，并且该特性与结合在复合材料可能为填充材料中的单向结构纤维的设置、组成和布置相关。
优选地，第二加强结构如此布置在所述垂直截面中从而面对第一加强结构的第二加强结构的各个表面部分与面向芯部的第二加强结构的相应表面部分相对。
优选地，第二加强结构的纤维束的纤维是基本平行于所述纵向轴线X-X延伸的单向连续结构纤维并且第一加强结构的纤维是单向连续结构纤维基本沿着关于所述纵向轴线X-X优选地以45°倾斜的至少一个方向延伸。
更优选地，前述中间产品还包括能够在压力下流动并且布置在芯部和第二加强结构之间的至少一个第一填充材料层。更优选地，至少一个第二填充材料层在其外侧与第一加强结构相关联。这种填充材料用于随着如此布置的中间产品的压力模制操作形成曲臂的端部。
优选地，芯部的细长本体包括相对的纵向侧，该纵向侧设有所述纤维束的纤维的相应部分的相应容纳底座。
优选地，各个容纳底座由芯部的细长本体的侧表面以及由从所述侧表面横向地突出的突出表面形成。有利地，当中间产品被插入模具空腔中以制造曲臂时，这种突出表面如此设置，从而被布置在模具的压力元件和由前述纤维束形成的第二加强结构的一部分之间从而当致动压力元件时，该突出表面在第二加强结构的该部分上施加均匀压力从而保持所述结构的纤维张紧并且因此避免它们由于填充材料的流动而起皱。
如果第二加强结构的纤维束也围绕曲臂端部的两个成形元件，则这是特别有利的。由芯部的前述突出表面的推力产生的张力实际上防止填充材料在前述成形元件的两个相对侧上的流动使得所述加强结构的纤维在所述成形元件处起皱，这种起皱在成品曲臂中产生薄弱点。
优选地，该芯部利用具有低熔点的金属材料制成，以允许当曲臂已被制造时，通过熔化将其移除。具有低熔点的材料特别是能够在稍高于复合材料交联温度下熔化的材料。以此方式，芯部允许非常高的压力被施加，该压力最佳地压缩复合材料和填充材料，从而引起剧烈的脱气。
优选地，在其中希望制造具有围绕用于联接底部托架组件和/或踏板的底座的空腔的曲臂的情形中，该芯部包括中央本体部分和在所述中央本体部分的相对端部处与所述细长本体成一体关联的两个环。这两个环在曲臂端部中形成空腔，而芯部的中央本体部分在曲臂的中间本体部分处形成空腔。
优选地，所述的一对环中的一个环具有至少部分上小于所述中央本体部分高度的高度。具有更小高度的这个环适于在用于联接自行车底部托架组件的端部处形成空腔。有利地，这个环具有小于芯部中央本体部分的高度的事实使得能够在模制曲臂期间不在由保持元件支撑的结构纤维束的部分上施加压力，因此确保这种纤维的正确张紧。
优选地，所述环的至少一部分具有小于芯部中央本体部分的突出表面高度的高度。该环还可具有至少一个本体部分，该部分具有比其余本体部分更高的高度。
所述一对环的另一环可具有基本等于所述突出表面高度或等于其它环的高度的高度。
优选地，前述的环包括朝向所述环的内部延伸的相应定位元件。有利地，这种定位元件，由于在模制步骤中压靠曲臂端部的形成插件，可防止芯部移动。
在其优选的实施例中，该芯部在所述两个环的一个处包括中央孔和从所述中央孔径向向外延伸的多个辐条。这种芯部有利地用于制造右曲臂，其中曲臂的辐条用于支撑自行车的链轮齿组件的齿轮。
优选地，芯部的辐条在所述中央孔处具有比环的高度更高的高度。有利地，使用这种芯部获得的曲臂因此围绕用于联接自行车底部托架组件的底座包括加厚区域，该区域确保在其中具有显著应力集中的区域中具有高的结构强度。
优选地，连续结构纤维层螺旋地缠绕所述中央孔。更优选地，前述结构纤维束沿着所述辐条延伸，并且遵循其轮廓。因此在所述辐条处增加了成品曲臂的结构强度。
优选地，在其中希望制造右曲臂的的情形中，在芯部的细长本体的侧面上形成的突出表面在具有小于芯部中央本体部分长度的长度的部分上平行于所述轴线X-X延伸。这便于在中间部分和用于联接自行车底部托架组件的端部之间即具有显著应力集中的联接区域处加厚曲臂的本体。
在其第三方面中，本发明涉及一种用于制造中空自行车曲臂的芯部，包括沿着纵向轴线X-X延伸的细长本体，其特征在于，所述细长本体在其相对纵向侧处包括侧表面和从所述侧表面横向突出的突出表面。
有利地，上述芯部可用于制造本发明的曲臂，并且因此允许获得在上面关于这种曲臂描述的优点。
优选地，本发明的芯部包括单独的和/或相结合的所有的在上面关于用于制造本发明曲臂的中间产品的芯部描述的优选结构特性。
在其第四方面中，本发明涉及一种用于制造自行车曲臂的方法，包括以下步骤提供适于形成曲臂的中间部分的内部空腔的芯部，所述芯部包括沿着纵向轴线X-X延伸的细长本体；提供所述曲臂的相对端部的两个成形元件；提供中间产品，该中间产品包括所述芯部、第一加强结构和第二加强结构，第二加强结构布置在所述芯部和所述第一加强结构之间并且包括至少部分具有第一定向的至少一束结构纤维，所述中间产品具有垂直于所述纵向轴线X-X的截面，其中所述芯部占据由具有第一表面延伸部的第一区域和由具有第二表面延伸部的第二区域形成的空间，并且其中所述第二加强结构占据一定空间，该空间具有等于在所述第一和第二区域之间的差异的表面延伸部；使所述成形元件与所述中间产品相关联，所述成形元件在所述芯部的相对自由端处布置在所述芯部和所述第二加强结构之间；与至少一块填充材料一起，将所述中间产品与所述成形元件引入模具空腔中，该填充材料包括聚合材料并且能够在压力下流动，所述模具配备有压力元件并且所述空腔具有所述曲臂的形状；向所述压力元件施加预定压力以使得所述填充材料流入所述空腔中；加热所述模具至一定温度，该温度相应于所述聚合材料的交联温度；打开所述模具并且移除成形的曲臂。
通过该方法，能够有利地制造本发明曲臂。
优选地，第二加强结构容纳于在所述芯部的相对纵向侧上形成的一对容纳底座中。
更优选地，各个容纳底座由所述芯部的侧表面和由从所述侧表面横向突出的突出表面形成并且所述中间产品插入所述模具的所述空腔中从而所述压力元件通过所述突出表面作用在所述第二加强结构的第一部分上。
优选地，本发明方法还包括如此步骤，即在所述成形元件的至少一个上提供所述第二加强结构的第二部分的保持元件从而所述保持元件在与所述芯部的所述突出表面相对的一侧上作用在所述第二加强结构上。
优选地，提供中间产品的步骤包括以下步骤，即围绕所述两个成形元件和所述芯部以环的形式缠绕至少一束单向连续结构纤维。
优选地，该芯部由具有低熔点的金属材料构成并且本发明的方法在加热所述模具的所述步骤之后还包括以下步骤在所述曲臂的表面上形成至少一个孔；将曲臂加热至具有低熔点的所述金属材料的熔点以允许它流出。
以此方式，有利地，在由芯部占据的空间处获得空腔，因此获得具有所需轻质特性的曲臂。
优选地，该熔点以数值ΔT高于所述聚合材料的交联温度，该数值在大约1℃和大约25℃之间。该熔点以等于大约5℃的数值ΔT高于所述聚合材料的交联温度。
优选地，所述第一加强结构包括沿着优先延伸方向延伸的单向连续结构纤维并且提供所述中间产品的步骤包括以下步骤，即如此布置所述至少一层结构纤维从而所述优先延伸方向关于所述纵向轴线X-X以优选地等于大约45°的预定角度倾斜。
优选地，在将中间产品和填充材料块插入模具空腔的步骤之前或者在前述插入步骤之后并且在应用预定压力的步骤之前，该方法还包括预加热中间产品和所述至少一块填充材料的步骤以在预定的预加热时间中使其处于预定的预加热温度。该预加热步骤用于使得第一加强结构的并且可能以环的形式缠绕芯部和前述成形元件的结构纤维层的复合材料在模制期间更加易于延展并且填充材料在压力下更加易于流动。
预加热步骤的参数如此选择，以实现匀质加热而聚合物成分不会过度时效。第一优选的数值范围由在大约60℃和大约100℃之间的温度给出，它被保持在大约5和大约70分钟之间的时间。更加优选的数值范围由在大约80℃和大约100℃之间的温度给出，它被保持在大约5和大约60分钟之间的时间。特别优选的数值范围由在大约85℃和大约90℃之间的温度给出，它被保持在大约35和大约55分钟之间的时间。以此方式能够为模具提供有限数目的预加热炉。
优选地，与至少一块填充材料一起将中间产品插入模具空腔中的步骤包括如下步骤，即在芯部和第一加强结构之间提供至少一个第一填充材料层。
更优选地，在所述第一加强结构外侧还插入至少一个第二填充材料层。
以此方式，能够获得填充材料在模具空腔中的最优分布，并且因此在结构和外观方面均获得高质量的最终产品。
优选地，前述填充材料是包括结构纤维的一些部分的复合材料，优选地为随机地布置并且结合在聚合材料中的纤维薄片或小的薄板。
优选地，在曲臂模制期间由压力元件施加的预定压力在大约5巴和400巴之间，更优选地在40和300巴之间并且更优选地在200和300巴之间。
连续的或薄片结构纤维以及复合材料的聚合材料如上关于本发明曲臂描述的那样进行选择。
本发明在其进一步的方面还涉及一种自行车曲臂，该曲臂包括沿着纵向轴线X-X延伸的细长本体并且具有包括用于联接自行车底部托架组件的第一底座的第一端部；包括用于联接踏板的第二底座的第二端部；在所述第一端部和所述第二端部之间延伸的中间部分；其中所述第一和第二端部的至少一个在所述底座处包括联接孔和围绕所述联接孔延伸的空腔。
优选地，所述第一和第二端部的至少一个至少部分利用可交联的复合材料制造，该材料在交联之前能够在压力下流动。
有利地，这种曲臂包括设有围绕相应联接孔的相应空腔的端部；这种部分使用可在压力下围绕插件流动的可交联的复合填充材料通过模制形成。该填充材料在模具空腔中均匀地分布而不形成非匀质点，该非匀质点能够构成张力集中点，并且因此构成结构的薄弱点。
优选地，所述空腔连续地围绕所述联接孔。
优选地，这种曲臂包括上述的所有优选结构特性。
在其另一方面，本发明涉及一种用于制造中空自行车曲臂的芯部，它包括沿着纵向轴线X-X延伸的细长本体，其特征在于所述细长本体包括中央本体部分和在所述中央本体部分的相对端部处与所述细长本体成一体地相关联的两个环。
这种芯部可用于制造上述曲臂并且优选地具有上述的所有结构特性。
从下面对其一些优选的实施例的描述可以更加清楚本发明曲臂的其它特征和优点，参考附图以用于示意而非限制的目的给出该描述。在附图中图1是根据本发明的左曲臂的局部截面透视图；图2是用于制造图1曲臂的芯部的透视图；图3是示意用于制造图1曲臂的中间产品的优选的实施例的制备步骤的透视图；图4是用于制造图1曲臂的中间产品优选实施例的透视图；
图5是沿着图4中间产品的线V-V的截面视图；图6是沿着图1曲臂的线VI-VI的截面视图；图7和7a是图2芯部的可替代的实施例的透视图；图8是用于制造根据本发明的右曲臂的芯部的透视图；图8a是图8芯部的优选的实施例的顶视图；图8b是图8a的芯部的细节的视图；图9是示意用于制造根据本发明的右曲臂的中间产品的优选的实施例的制备步骤的透视图；图10是利用图8芯部制造的右曲臂的纵向截面视图；图11是用于制造图1曲臂的模具的截面视图，该模具在其空腔中具有图4的中间产品。
具体实施例方式
参考图1，根据本发明的自行车曲臂特别是左曲臂的整体用1表示。
曲臂1包括细长本体2，该本体沿着纵向轴线X-X延伸并且具有包括用于联接自行车底部托架组件(未示出)的第一底座38的第一端部5，包括用于联接踏板(未示出)的第二底座39的第二端部10，以及在该端部5，10之间延伸的中间部分15。在曲臂1上，确定在装配到自行车上时面向外的前表面91，以及在装配到自行车上时朝向自行车框架的后表面93。
细长本体2由复合材料制成单一件，该材料包括结合在聚合材料中的结构纤维。通常，该结构纤维从下面的组选择，该组包括碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、陶瓷纤维、硼纤维及其组合，碳纤维是最优选的。聚合材料通常为热固材料，优选地包括环氧树脂。然而，不排除使用热塑性材料的可能性。
该结构纤维被适当地布置在细长本体2的内部，从而形成对于不同类型应力做出反应的不同结构。
特别是，中间部分15包括基本不具有结构强度的内部部分和外部加强结构。在所示意的优选的实施例中，该内部部分由空腔20构成。
根据本发明，外部加强结构包括管状结构35，它围绕空腔20布置并且在不长于中间部分15(在图1中大致用两条虚线限定)的纵向延伸部的部分上纵向地延伸，并且优选地等于这种延伸部。管状结构35在任何情形中均不达到联接底座38，39。
管状结构35的功能基本在于提供足够的抗弯曲和扭转应力特性。
管状结构35由至少一个复合材料薄板36构成，该材料多次缠绕纵向轴线X-X，在后面参考用于制造曲臂1的方法可以更加清楚这一点。在这里示意的优选实施例中，薄板36包括两层33，34单向连续结构纤维，该纤维具有关于纵向轴线X-X倾斜的相应的优先延伸方向(图3)。已经观察到，为了确保最优的抗扭转和弯曲应力特性，优选的是，一个层的结构纤维的优先延伸方向关于另一层的结构纤维的优先延伸方向以大约90°倾斜并且这种优先延伸方向均以大约45°关于纵向轴线X-X倾斜。
细长本体2优选地也包括中间加强结构。在这里描述的优选实施例中，这种中间加强结构由单向连续结构纤维束25构成，它在细长本体2中纵向地延伸，围绕端部5，10和中间部分15弯曲成环。如此布置的纤维束25基本具有承受牵引载荷的功能。
在中间部分15处，纤维束25通过空腔20两次并且布置在它和管状结构35之间。
上面的描述可在图6所示中间部分15的截面中详细看出。从内向外，首先是空腔20和中间加强结构，该加强结构在该截面中包括两支纤维束25并且关于空腔20布置，成更加靠近曲臂1的前表面91。
纤维束25的该两个分支具有基本矩形的截面，其高度优选地大约等于空腔20的高度的一半。特别是，空腔20占据空间由具有特殊表面延伸部的第一底部区域20a和由具有更小表面延伸部的第二顶部区域20b(图4这种区域由分离虚线分离)形成的空间并且纤维束25的该两个分支占据具有等于区域20a，20b的差异的表面延伸部的空间。
通常，纤维束25的两个分支的截面可以是任意的；然而，重要的是，各个分支的面向外部加强结构的表面26的各个部分，无论该结构如何被构造，与面向空腔20或者实际上通常面向中间部分15的基本不具有结构强度的内部部分的的相应表面部分27相对。
优选地，中间部分15具有基本矩形的截面并且被缠绕以形成管状结构35的薄板36的起点和终点被布置在该截面一侧的中央区域处，这与所示意的情形不同。本申请人实际上已经发现，该截面的角部是张力集中点并且考虑到将薄板36的起点和终点定位成远离这些角部以避免可能的断裂发生。
继续向外，是填充材料层30和30’，它位于在空腔20和管状结构35之间的界面处。优选地，填充材料层也被设置在空腔20和中间加强结构25之间的界面处以及中间加强结构和管状结构35之间的界面处，从而纤维束25接触填充材料而不接触管状结构。进一步向外，最后是填充材料层40，它确保曲臂1的外表面具有均匀性。
前述填充材料优选地是复合材料，该材料包括具有随机分布的结构纤维，例如其形式为纤维薄片或者小的织物薄板，它被结合在聚合材料中，如在通过引用结合在这里的、同一申请人的专利申请US2005/0012298中描述的。填充材料在任何情形中均应该具有在压力流动的特性，从而在其通过模制制造期间能够达到曲臂1的所有所需位置处，其制造将在后面详细描述。
同一填充材料还优选地形成端部5，10。
作为上述的可替代形式，纤维束25可被布置在管状结构35外部，或者结合在其螺旋之间。
在可替代的优选实施例(未示意)中，空腔20也在一个或两个端部5，10处延伸，包围联接底座38，39。空腔20在端部5，10处的高度可以等于或者低于它在中间部分15处的高度。该高度差也可仅仅包含端部5，10的一部分。在其中高度较小的情形中，在端部5，10处，空腔20被形成为更加靠近曲臂1的后表面93。
在可替代的实施例中，还能够预见在一个或两个端部5，10处不与空腔20连通的相应空腔。
图4，5示出中间产品60的优选实施例，它可被用于制造曲臂1。
中间产品60包括芯部45，围绕芯部45纵向地延伸的单向连续结构纤维束25，包括轴向地多次缠绕芯部45和纤维束25的至少一个复合材料薄板36的管状结构35，布置在芯部45和管状结构35的各个表面之间的两层填充材料30，30’(在图4中仅能看见一个)以及施加到管状结构35外侧的其它两层填充材料55和55’(在图4中仅能看见一个)。曲臂的相对端部的两个成形元件50和51被如此布置在芯部45的纵向相对侧上从而纤维束25围绕成形元件50、51和芯部45缠绕成环。
芯部45(图2)包括细长本体47，该本体具有适于在成品曲臂1中限定纵向轴线X-X的纵向轴线。细长本体47，在两个相对纵向侧47a，47b处，包括适于接收纤维束25的两个分支的相应容纳底座46。容纳底座46由细长本体47的侧表面48a和从这种侧表面48a横向突出的突出表面48b形成。该突出表面48b优选地具有等于细长本体47的高度的大约一半的高度。
图7和7a示意出芯部45的可替代实施例，它特别适于制造曲臂1，其中空腔20也在端部5，10处延伸。在这些实施例中，芯部45包括中央细长本体145和在其相对纵向端部处连接于此的两个环146和147。这种环适于围绕成形元件50、51并且因此围绕成品曲臂中的联接底座38，39形成空腔。
细长本体145，如同上述实施例中的细长本体47，在其两个相对纵向侧处包括横向突出的相应突出表面148。
环146，147优选地至少部分具有小于中央本体145的高度的高度，从而在模制操作期间不会挤压缠绕成形元件50、51的纤维束25。
环146，147的高度可以与突出表面148的高度相同或不同。在图7实施例中，特别是，适于形成围绕用于联接踏板的底座39的空腔的环146位于与突出表面148相同的纵向平面上，而适于形成围绕用于联接底部托架组件的底座38的空腔的环147位于与突出表面148平行的、但是以距离D偏置的平面上。
图7a，在另一方面，示出一个实施例，其中环147具有厚度不同的部分，并且特别是关于环147的其余部分的厚度具有更大的厚度，。在环146中也可具有类似的构造。
一个或两个环146，147可包括定位元件，该元件在模制步骤中压靠成形元件50、51，以防止芯部45移动。在这里示意的实施例中，该定位元件包括朝向环146，147的内部径向延伸的一对小的齿150。
与芯部45的实施例无关，为了允许当曲臂已经形成时，通过熔化曲臂1进行移除，芯部1利用金属合金制造，该合金具有低熔点(共熔的)，优选地为锡、锑和铅。该合金具有如此成分，从而具有比在用于制造曲臂1本体的各种复合材料中的聚合材料的交联温度Tc稍高Tf的熔点。特别是优选满足下面的关系Tf＝Tc+ΔT其中Tf在大约65℃和大约185℃之间并且在任何情形中不高于大约200℃从而不破坏复合材料；Tc在大约60℃和大约180℃之间；ΔT优选地在大约1℃和大约25℃之间，优选值是大约5℃。
成形元件50、51可以是轮廓形成插件，当形成曲臂时，它被移除并且分别利用相应联接插件78和80替代，以用于联接底部托架组件和踏板，或者它们可由联接插件78，80自身构成。在后一情形中，联接插件78，80与曲臂共同模制，如在通过引用结合在这里的、相同申请人的欧洲专利申请05425576.5中描述的。
一个或两个成形元件50、51与保持元件63相关联，从而在模制曲臂期间，它关于芯部45的突出表面48b(或148)在相对侧上作用在纤维束25上。作为保持元件63，能够例如使用拧到在成形元件50、51上形成的外螺纹65上的环形螺母或垫圈，但是不排除使用任何其它类型联接的可能性。在图4实施例中，保持元件63具有厚度更小的外表面部分64，它用于面对芯部45。这种构造的优点在于，芯部45能够更加朝向插件50移动。
在左曲臂的情形中，如在图1中所示的情形，曲臂的最大应力区域是在面向框架的一侧上用于联接底部托架组件的区域。因此，保持元件63将纤维束25保持在该区域中，而在中间部分15中，纤维束25由于芯部的突出表面48b(或148)的推力而位于相对侧上。在实际中，在根据本发明制造的左曲臂中，纤维束25，从曲臂的中间部分15到用于联接自行车底部托架组件的端部5，具有基本S形的布置。
因为，优选地，保持元件63保持停留在成品曲臂中，期望它具有轻的重量，因此它优选地利用复合材料制造，该材料具有选自关于制造曲臂其余部分所描述的那些类型，或者利用金属合金例如铝合金制造。已经发现，利用充填有40-50％的玻璃纤维的酚醛树脂制造的环形螺母给出良好的性能，并且同时具有特别低的成本。
图8示意了芯部45的另一个实施例，它特别适于制造右曲臂，该曲臂在图10中用参考数字200表示，它在第一端部5处具有齿轮的支撑辐条270。
在该实施例中，芯部45包括细长本体245，该本体具有利用四个辐条270形成星形件260的端部，它适于在成品曲臂的支撑辐条中形成相应空腔。
细长本体245具有从其两个相对纵向侧横向突出的突出表面248。然而，不同于关于适于制造左曲臂1的芯部45实施例所描述的，该突出表面248并不延伸细长本体245的整个长度，而是实际上它们在联接星形部分260之前便被中断。这有助于在这种联接区域处加厚成品曲臂的利用复合材料制造的本体，在该处具有显著的张力集中。
辐条270围绕孔266径向地突出，该孔具有一定直径以允许成形元件50(图9)通过。孔266的周边265具有比辐条270的和细长本体245的高度更短的高度。特别是，孔266的周边265的前表面268位于一定平面上，该平面关于细长本体245的和辐条270的分别的前表面269和269’偏置，从而形成凹部265。凹部265具有在在成品曲臂200中的前表面291处制造加厚区域290的目的，该加够区域围绕底座292，该底座用于插入与底部托架组件联接的插件78。成品曲臂的辐条因此具有相应空腔，该空腔具有比围绕底座292的空腔更大的高度。
图8a示出图8的芯部45的优选实施例。这种芯部与图8所示的那一个不同之处的唯一原因在于，它包括四个定中元件271，该元件与中央孔266的周边265相关并且朝向中央孔266的内部径向延伸。特别是，定中元件271与中央孔266的周边265在这种周边的相应的加厚区域272处相关联，它朝向中央孔266的内部径向地延伸。
这种定中元件271有利地利用复合材料制造，该材料的类型选自关于制造曲臂其余部分所描述的那些。例如，它们可利用填充有40-50％的玻璃纤维的酚醛树脂，或金属合金，例如铝合金制造。该定中元件271在它们应该构成成品曲臂的一部分的意义上将被失去。它们的功能在于在模制曲臂期间保持成形元件在中央孔266中处于定中位置中，同时避免芯部能够与这种成形元件形成抵靠(利用右曲臂中的保持元件63执行类似的功能)。典型地，实际上，曲臂端部的形成插件具有外螺纹以用于在联接底座的孔中形成相应的内螺纹，该底座在适于联接自行车底部托架组件的曲臂端部中制成。芯部关于这种螺纹的可能的抵靠将实际上导致在形成于成品曲臂上的螺纹中产生不连续区域。在另一方面，定中元件271利用与曲臂相同的材料制成的事实确保在模制期间它们的作用与将构成成品曲臂的其余材料相同，这有助于在用于联接自行车底部托架组件的底座中产生连续和均匀的轮廓。
如在图8b中更好示意地，各个定中元件271包括基本柱形的本体部分273和基本截头圆锥形的本体部分274。定中元件271通过相应柱形本体部分273联接到中央孔266的周边265的相应加厚区域272，从而它的截头圆锥形本体部分274在中央孔266内以悬臂梁方式延伸。有利地，通过截头圆锥本体部分274与周边265的联接防止定中元件271由于在这种联接区域处的微观破裂或微观断裂而从相应底座272可能的打滑；这种打滑将导致存在固体自由移动到曲臂中，结果在蹬踏期间产生噪音。
在图8a示意的实施例中，使用四个定中元件271，它们以相互间90°的角度布置。在可替代的实施例中，使用相互间隔120°布置的三个定中元件，或者两个定中元件，该两个元件布置成关于纵向轴线X-X对称并且在最靠近芯部45的细长本体245的半圆中定位。
图9特别示出适于在成品曲臂中形成中间加强结构的单向连续结构纤维束如何优选地与芯部45相关联以形成用于制造右曲臂200的中间产品。特别是，第一纤维束225缠绕成形元件51和缠绕芯部45从而被突出表面248支撑并且从而遵循辐条270的轮廓；第二纤维束285容纳在凹部265中，螺旋缠绕孔266。可替代地，该螺旋可由纤维束225的一部分形成。
在右曲臂的情形中，与成形元件50相关联的保持元件63是多余的并且可被省略。实际上，已经注意到，由于星形构形，在模制期间，填充材料围绕成形元件50径向地流动并且因此不产生纤维束225和285的起皱，然而在模制左曲臂1期间通常发生这种情形。
在右曲臂的端部处不存在保持元件可以确保由于芯部45的突出表面148，248在模制曲臂期间的推动，纤维束25在面向外的一侧上沿着曲臂的整个细长本体布置，正好在右曲臂的最大应力区域，这实际上在面向外的一侧上位于用于联接底部托架组件的区域处。有利地，在图10中示意的螺旋缠绕的纤维束285也布置在该侧上。
特别参考图3，4和10，现在将描述根据本发明用于制造曲臂的方法的优选实施例。特别参考左曲臂1示意出该方法的步骤，但是所描述的步骤也能被不进行显著改变地用于制造右曲臂200。
在该方法的第一步骤中，提供芯部45，它具有相应于用于在成品曲臂中获得的空腔20的形状。
然后提供两个成形元件50、51，它们适于在成品曲臂的端部5，10处形成联接底座38，39。
然后形成中间产品60(图3和4)。
单向连续结构纤维束25在容纳底座46中以环形缠绕芯部45，并且缠绕在芯部45的相对纵向端处布置的成形元件50、51。填充材料层30，30’座靠在芯部45上，在其上缠绕薄板36从而单向连续结构纤维层33，34的优先延伸方向关于芯部45的纵向轴线X-X形成大约45°的角度(图3)。然后在被缠绕的薄板36外侧施加填充材料层55，55’。
本领域技术人员可注意到填充材料层30，30’，55，55’可具有任意布置，其目的在于当受到压力时朝向模具70的在此处将形成曲臂1的端部5和10的区域流动。在各种可能性中，也能够以设置在前述区域中的块的形式而非层的形式提供必需的填充材料。
在该方法的随后步骤中，如此获得的中间产品60被预加热以在预定的预加热中使其处于预定的预加热的温度，这足以使得复合材料的聚合材料能够在压力下流动。优选地，中间产品60被保持在大约80℃和大约100℃之间的预加热温度下足够的时间以将其均匀加热。更优选地，它在大约35和大约55分钟之间的时间中被保持在大约85℃和大约90℃之间的数值处，从而在最外层复合材料过度时效之前芯部具有时间以达到这种温度。
当中间产品60足够热时，它被插入模具70的空腔中(图11)，该空腔具有希望获得的曲臂1的形状并且包括具有预定推动方向P的压力元件72。特别是，中间产品60被如此插入从而纤维束25比后表面93更加靠近成品曲臂的前表面91，并且使得芯部45的突出表面48沿着该推动方向P布置在纤维束25和压力元件72之间。保持元件63，如果存在，被如此布置从而抵消沿着方向P的推力保持纤维束25。两个成形元件50、51优选地通过螺钉固定到模具70的底部，该螺钉通过孔75施加。
作为前述情形的可替代形式，中间元件60可在模具70中被直接预加热。
在该方法的随后步骤中，通过压力元件72施加大约5和大约350巴之间的压力。优选地，在前述范围的上部区域中选择所施加的压力以促进材料压实和脱气。特别是，优选的压力数值在大约5巴和大约400巴之间，更优选地在大约40和大约300巴之间，并且更优选地在大约200和大约300巴之间。所施加的压力使得填充材料流动直至其填充相应于曲臂1的端部5，10的区域。在填充材料流动期间，纤维束25被由芯部45的突出表面48施加的压力保持张紧，该张力由保持元件63抵消从而防止起皱。
当模制步骤已经结束时，，使得模具70在充分的时间中处于相应于在用于形成曲臂1的复合材料中存在的聚合材料的交联温度Tc的温度。
在该方法的随后步骤中，成品曲臂1被从模具70移除。
在随后的冷却步骤之后，一个或多个孔61在曲臂1中形成，优选地在用于面向自行车框架的后表面91上，并且注意不通过纤维束25。孔61在图1中用虚线精确地示出以强调它处于后表面93上而非前表面91上。然后曲臂被加热到芯部45的熔融Tf，它因此熔化并且从孔61流出，使得空腔20自由。
可选地，在预定温度利用油对空腔20进行清洗以移除熔渣，该熔渣可能粘附到内壁，并且避免在使用曲臂期间它们由于脱离而产生不理想的噪音。
然后优选地通过施加酚醛树脂盖而封闭孔61。
权利要求
1.一种自行车曲臂，包括细长本体，该细长本体沿着纵向轴线X-X延伸并且具有包括用于联接自行车底部托架组件的第一底座的第一端部；包括用于联接踏板的第二底座的第二端部；中间部分，该部分在所述第一端部和所述第二端部之间延伸并且包括不具有结构强度的内部部分、第一加强结构，和第二加强结构，该第二加强结构布置在所述内部部分和所述第一加强结构之间并且包括至少部分具有第一定向的至少一束结构纤维；其特征在于，所述中间部分具有垂直于所述纵向轴线X-X的截面，其中所述内部部分占据由具有第一表面延伸部的第一区域和由具有第二表面延伸部的第二区域形成的空间，并且其中所述第二加强结构占据一定空间，该空间具有等于在所述第一和第二区域之间的差异的表面延伸部。
2.根据权利要求1的曲臂，其中所述第二加强结构在所述垂直截面中如此布置，从而面向所述第一加强结构的所述第二加强结构的各个表面部分与面向所述内部部分的所述第二加强结构的相应表面部分相对。
3.根据权利要求1或2的曲臂，其中所述第二加强结构的纤维是单向连续结构纤维，该纤维在所述中间部分处基本平行于所述纵向轴线X-X延伸。
4.根据前面任一项权利要求的曲臂，其中所述第一加强结构的纤维是单向连续结构纤维，该纤维基本沿着至少一个方向延伸，该方向关于所述纵向轴线X-X以预定的第一角度倾斜。
5.根据权利要求4的曲臂，其中所述预定第一角度等于大约45°。
6.根据权利要求1-3中任一项的曲臂，其中所述第一加强结构的纤维是具有随机布置的结构纤维。
7.根据权利要求6的曲臂，其中所述结构纤维包括薄片或小的织物薄板。
8.根据前面任一项权利要求的曲臂，其中所述结构纤维嵌入复合材料中。
9.根据前面任一项权利要求的曲臂，其中所述细长本体具有适于面对自行车框架的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面并且其中所述第二加强结构与所述第一表面相比更加靠近所述第二表面。
10.根据权利要求9的曲臂，其中所述第二加强结构也在所述端部的至少一个处延伸，并且在所述端部的所述至少一个处，与所述第二表面相比，所述第二加强结构更加靠近所述第一表面。
11.根据权利要求9的曲臂，也在所述端部的至少一个处包括至少一个加强结构，并且所述加强结构在所述端部的所述至少一个处，与所述第一表面相比，更加靠近所述第二表面。
12.根据权利要求11的曲臂，其中所述加强结构是所述第二加强结构的延伸部。
13.根据权利要求11的曲臂，其中所述加强结构不同于所述第二加强结构。
14.根据前面任一项权利要求的曲臂，其中所述细长本体的所述中间部分具有垂直于所述纵向轴线X-X的截面，其中所述第二加强结构具有等于所述内部部分高度的大约一半的高度。
15.根据前面任一项权利要求的曲臂，其中所述内部部分由第一空腔形成。
16.根据前面任一项权利要求的曲臂，其中所述第一和第二端部包括复合材料，该材料包括随机地布置并且结合在聚合材料中的结构纤维。
17.根据前面任一项权利要求的曲臂，其中所述结构纤维从下面的组选择，该组包括碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、硼纤维、陶瓷纤维及其组合。
18.根据权利要求8-17中任一项的曲臂，其中所述复合材料是热固聚合材料。
19.根据前面任一项权利要求的曲臂，其中所述第二加强结构沿着所述细长本体纵向地延伸并且围绕所述第一和第二端部以及所述中间部分弯曲成环。
20.根据权利要求19的曲臂，其中所述细长本体在所述端部的至少一个处还包括所述第二加强结构的一部分的至少一个保持元件。
21.根据权利要求20的曲臂，其中所述至少一个保持元件在它的面向所述细长本体的所述中间部分的所述内部部分的外表面部分处具有小的厚度。
22.根据权利要求20或21的曲臂，其中所述至少一个保持元件包括环形螺母。
23.根据权利要求20-22中任一项的曲臂，其中所述至少一个保持元件由选自复合材料和金属合金的任一材料制成。
24.根据权利要求23的曲臂，其中所述至少一个保持元件由装填有玻璃纤维的酚醛树脂制造。
25.根据权利要求24的曲臂，其中所述玻璃纤维在所述酚醛树脂中的含量等于40-50％。
26.根据前面任一项权利要求的曲臂，其中所述第一和第二端部的至少一个在所述底座处包括相应联接孔。
27.根据权利要求26的曲臂，在所述联接孔处还包括所述端部的成形元件的多个定中元件。
28.根据权利要求27的曲臂，其中所述定中元件利用与所述曲臂相同的材料制成。
29.根据权利要求27或28的曲臂，其中所述定中元件在所述联接孔中从所述联接底座以悬臂梁方式延伸。
30.根据权利要求26-29中任一项的曲臂，还包括围绕所述联接孔延伸的第二空腔。
31.根据权利要求26-30中任一项的曲臂，包括插入所述联接孔中的插件。
32.根据前面任一项权利要求的曲臂，其中所述曲臂是右曲臂并且在所述第一端部处包括多个辐条。
33.根据权利要求32的曲臂，当依赖于权利要求26-31中任一项时，其中所述辐条具有从围绕所述插件形成的所述第二空腔分支的相应空腔。
34.根据权利要求33的曲臂，其中所述结构纤维束围绕相应空腔沿着所述辐条延伸。
35.一种用于制造自行车曲臂的中间产品，包括芯部，该芯部具有沿着纵向轴线X-X延伸的细长本体，第一加强结构和第二加强结构，该第二加强结构包括至少部分具有第一定向的至少一束结构纤维，其特征在于，它包括垂直于所述纵向轴线X-X的截面，其中所述芯部占据由具有第一表面延伸部的第一区域和由具有第二表面延伸部的第二区域形成的空间，并且其中所述第二加强结构占据一定空间，该空间具有等于在所述第一和第二区域之间的差异的表面延伸部。
36.根据权利要求35的中间产品，其中所述第二加强结构如此布置在所述垂直截面中从而面对所述第一加强结构的所述第二加强结构的各个表面部分与面向所述芯部的所述第二加强结构的相应表面部分相对。
37.根据权利要求36的中间产品，其中所述第二加强结构的纤维是基本平行于所述纵向轴线X-X延伸的单向连续结构纤维。
38.根据权利要求36或37的中间产品，其中所述第一加强结构的纤维是基本沿着关于所述纵向轴线X-X以第一预定角度倾斜的至少一个方向延伸的单向连续结构纤维。
39.根据权利要求38的中间产品，其中所述第一预定角度等于大约45°。
40.根据权利要求36-39中任一项的中间产品，其中所述芯部的所述细长本体包括相对的纵向侧，该纵向侧设有所述第二加强结构的相应部分的相应容纳底座。
41.根据权利要求35-40中任一项的中间产品，其中所述芯部利用具有低熔点的金属材料制成，以允许当曲臂已被制造时，通过熔化将其移除。
42.一种用于制造中空自行车曲臂的芯部，包括沿着纵向轴线X-X延伸的细长本体，其特征在于，所述细长本体在其相对纵向侧处包括侧表面和从所述侧表面横向突出的突出表面。
43.根据权利要求42的芯部，包括中央本体部分和在所述中央本体部分的相对端部处与所述细长本体成一体地相关联的两个环。
44.根据权利要求43的芯部，其中所述的一对环中的一个环具有至少部分上小于所述中央本体部分高度的高度。
45.根据权利要求44的芯部，其中所述环的至少一部分具有小于所述突出表面高度的高度。
46.根据权利要求45的芯部，其中所述一对环的另一环具有基本等于所述突出表面高度的高度。
47.根据权利要求43-46中任一项的芯部，其中所述的一对环中的至少一个环具有至少一个环部，该环部具有比其余环部更高的高度。
48.一种用于制造自行车曲臂的方法，包括以下步骤提供适于形成曲臂的中间部分的内部空腔的芯部，所述芯部包括沿着纵向轴线X-X延伸的细长本体；提供所述曲臂的相对端部的两个成形元件；提供中间产品，该中间产品包括所述芯部、第一加强结构和第二加强结构，第二加强结构布置在所述芯部和所述第一加强结构之间并且包括至少部分具有第一定向的至少一束结构纤维，所述中间产品具有垂直于所述纵向轴线X-X的截面，其中所述芯部占据由具有第一表面延伸部的第一区域和由具有第二表面延伸部的第二区域形成的空间，并且其中所述第二加强结构占据一定空间，该空间具有等于在所述第一和第二区域之间的差异的表面延伸部；使所述成形元件与所述中间产品相关联，所述成形元件在所述芯部的相对自由端处布置在所述芯部和所述第二加强结构之间；与至少一块填充材料一起，将所述中间产品与所述成形元件引入模具空腔中，该填充材料包括聚合材料并且能够在压力下流动，所述模具配备有压力元件并且所述空腔具有所述曲臂的形状；向所述压力元件施加预定压力以使得所述填充材料流入所述空腔中；加热所述模具至一定温度，该温度相应于所述聚合材料的交联温度；打开所述模具并且移除成形的曲臂。
49.根据权利要求48的方法，其中所述第二加强结构容纳于在所述芯部的相对纵向侧上形成的一对容纳底座中。
50.根据权利要求49的方法，其中各个容纳底座由所述芯部的侧表面和由从所述侧表面横向突出的突出表面形成并且所述中间产品插入所述模具的所述空腔中从而所述压力元件通过所述突出表面作用在所述第二加强结构的第一部分上。
51.根据权利要求50的方法，还包括如此步骤，即在所述成形元件的至少一个上提供所述第二加强结构的第二部分的保持元件从而所述保持元件在与所述芯部的所述突出表面相对的一侧上作用在所述第二加强结构上。
52.根据权利要求48-51中任一项的方法，其中提供中间产品的所述步骤包括以下步骤，即围绕所述两个成形元件和所述芯部以环的形式缠绕至少一束单向连续结构纤维。
53.根据权利要求48-52中任一项的方法，其中所述芯部由具有低熔点的金属材料构成，所述方法在加热所述模具的所述步骤之后还包括以下步骤在所述曲臂的表面上形成至少一个孔；将所述曲臂加热至具有低熔点的所述金属材料的熔点以允许它流出。
54.根据权利要求48-53中任一项的方法，其中所述第一加强结构包括沿着优先延伸方向延伸的单向连续结构纤维并且提供所述中间产品的所述步骤包括以下步骤，即如此布置所述至少一层结构纤维从而所述优先延伸方向关于所述纵向轴线X-X以预定角度倾斜。
55.根据权利要求54的方法，其中所述预定角度等于大约45°。
56.根据权利要求48-55中任一项的方法，在将所述中间产品和所述至少一块填充材料块插入模具空腔的所述步骤之前或者在将所述中间产品和所述至少一块填充材料块插入模具空腔的所述步骤之后并且在应用预定压力的所述步骤之前，包括预加热所述中间产品和所述至少一块填充材料的步骤以在预定的预加热时间中使其处于预定的预加热温度。
57.根据权利要求48-56中任一项的方法，其中将所述中间产品和所述至少一块填充材料块插入模具空腔的所述步骤包括如下步骤，即在所述芯部和所述第一加强结构之间提供至少一个第一填充材料层。
58.根据权利要求57的方法，其中将所述中间产品和所述至少一块填充材料块插入模具空腔的所述步骤包括如下步骤，即在所述第一加强结构外侧提供至少一个第二填充材料层。
59.一种自行车曲臂，包括细长本体，该本体沿着纵向轴线X-X延伸并且具有包括用于联接自行车底部托架组件的第一底座的第一端部；包括用于联接踏板的第二底座的第二端部；在所述第一端部和所述第二端部之间延伸的中间部分；其中所述第一和第二端部的至少一个在所述底座处包括联接孔和围绕所述联接孔延伸的空腔。
60.根据权利要求59的曲臂，其中所述第一和第二端部的所述至少一个至少部分利用可交联的复合材料制造，该材料在交联之前能够在压力下流动。
61.根据权利要求59或60的曲臂，其中所述空腔连续地围绕所述联接孔。
62.根据权利要求59或60的曲臂，其中所述空腔在所述中间部分中延伸。
63.根据权利要求62的曲臂，其中所述空腔在所述第一和第二端部的所述至少一个处具有至少部分小于在所述中间部分处所述空腔高度的高度。
64.根据权利要求59-63中任一项的曲臂，其中所述第一和第二端部均包括围绕相应联接孔延伸的相应空腔。
65.根据权利要求64的曲臂，当依赖于权利要求62时，其中所述空腔在所述第一和第二端部的一个处具有至少部分小于在所述中间部分处所述空腔高度的高度，并且在所述第一和第二端部的另一个处，具有等于在所述中间部分处所述空腔高度的高度。
66.根据权利要求63-65中任一项的曲臂，其中具有较小高度的所述空腔在所述第一端部处形成。
67.根据权利要求59-66中任一项的曲臂，其中所述曲臂是右曲臂并且在所述第一端部处包括多个辐条。
68.根据权利要求67的曲臂，其中所述辐条具有从围绕所述插件形成的所述空腔分支的相应空腔。
69.根据权利要求68的曲臂，其中在所述辐条处所述空腔的高度高于围绕所述联接孔的所述空腔的高度。
70.根据权利要求59-69中任一项的曲臂，包括螺旋地缠绕所述联接孔的连续结构纤维层。
71.根据权利要求70的曲臂，其中所述结构纤维束围绕相应空腔沿着所述辐条延伸。
72.根据权利要求59-71中任一项的曲臂，包括插入所述联接孔中的插件。
73.一种用于制造中空自行车曲臂的芯部，它包括沿着纵向轴线X-X延伸的细长本体，其特征在于所述细长本体包括中央本体部分和在所述中央本体部分的相对端部处与所述细长本体成一体地相关联的两个环。
74.根据权利要求73的芯部，其中所述的一对环中的一个环具有至少部分上小于所述中央本体部分高度的高度。
75.根据权利要求73或74的芯部，其中所述的一对环中的至少一个环具有至少一个环部，该环部具有比其余环部更高的高度。
76.根据权利要求73-75中任一项的芯部，其中所述的环包括朝向所述环的内部径向延伸的相应定位元件。
77.根据权利要求73-76中任一项的芯部，其中所述两个环的一个包括中央孔和从所述中央孔径向向外延伸的多个辐条。
78.根据权利要求77的芯部，其中所述辐条具有比所述环的高度更高的高度。
79.根据权利要求73-78中任一项的芯部，其中所述细长本体在其相对纵向侧处包括侧表面和从所述侧表面横向突出的突出表面，其中所述突出表面在具有小于所述中央本体部分长度的长度的部分上平行于所述轴线X-X延伸。
全文摘要
一种自行车曲臂，包括细长本体，该细长本体沿着纵向轴线X－X延伸并且具有包括用于联接自行车底部托架组件的第一底座的第一端部；包括用于联接踏板的第二底座的第二端部；中间部分，该部分在第一端部和第二端部之间延伸并且包括不具有结构强度的内部部分、第一加强结构，和第二加强结构，该第二加强结构面向内部部分和第一加强结构并且包括至少部分具有第一定向的至少一束结构纤维。该曲臂的中间部分具有垂直于所述纵向轴线X－X的截面，其中所述内部部分占据由具有第一表面延伸部的第一区域和由具有第二表面延伸部的第二区域形成的空间，并且其中所述第二加强结构占据一定空间，该空间具有等于在所述第一和第二区域之间的差异的表面延伸部。
文档编号B29C70/00GK101028852SQ20071000534
公开日2007年9月5日 申请日期2007年2月14日 优先权日2006年2月14日
发明者加布里埃莱·恰瓦塔, 毛里·费尔特林 申请人:坎培诺洛有限公司