自行车踏板曲柄、用于踏板曲柄的镶嵌件、及其制造方法技术

用于一个自行车踏板曲柄（１００、２００）的镶嵌件（１；２０；５０；７０；８０）使用与一种聚合物结合的单向结构纤维制造，并且结构纤维根据两个完全不同的方向相互连接。镶嵌件（１；２０；５０；７０；８０）有一个连接部分（２；５２；７２；８２）用于同自行车的一部分连接，还有一个紧固部分（４；５４；７４；８４）用于同踏板曲柄主体部分（１００；２００）连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于自行车踏板曲柄的镶嵌件和适用于制造这种镶嵌件的方法。本专利技术还涉及包含这种镶嵌件的踏板曲柄和获得这种踏板曲柄的方法。
技术介绍
已知有不同类型的踏板曲柄，其具有不同的形状，由不同的材料制造，并且还有各种制造方法以尽最大可能降低重量，在此同时，如果不是提高，至少也要保证保持踏板曲柄的可靠性和抵抗力。制造更轻的踏板曲柄的趋势导致复合材料的应用。这些复合材料制造的踏板曲柄在重量上比传统的金属材料制造的踏板曲柄更轻。由于骑自行车的人蹬踏板的作用力保持不变，作用在用复合材料制造的踏板曲柄上的具体作用力也保持不变，在这种情况下，在链条和齿状冠(toothed crown)之间的扭转力和踏板和底部支架的扭转力相应的都保持不变，所以有必要保证复合材料制造的踏板曲柄部位和齿状冠连接区域的界面，底部支架连接区域的界面，以及踏板销连接区域的界面之间分别都保持足够的机械阻力。为加强这些界面区域，使用金属镶嵌件并通过在一个设置了这些金属镶嵌件的模具中注模热固性复合材料来制造踏板曲柄。在塑胶状态的复合材料被安排覆盖镶嵌件，包围镶嵌件大部分的外表面。这样，放置入模具的材料在恰当的压力下被加热，直到它形成网状组织。随后踏板曲柄冷却到室温。在冷却过程中，由于冷却系数的不同，存在包覆着金属镶嵌件的复合材料同镶嵌件本身的外壁倾向于分离的缺点。在冷却过程中也确实存在组成镶嵌件的金属材料同组成踏板曲柄部位的复合材料相比收缩要更厉害的问题，并且两种材料的冷却系数相差越大，分离的程度也越大。这种分离导致金属镶嵌件和复合材料之间粘附性的降低，相应的，分界面区域的固定和阻力性能也会降低。
技术实现思路
本专利技术的目的就是解决上述的缺点。本专利技术的第一个目的是制造一个用于踏板曲柄并且不会同曲柄分离的镶嵌件，同时保证它所设置在的界面区域具有足够的阻力。实际上，应用人员的研究已经表明通过给予它们独特的结构，使用复合材料制造镶嵌件是可能的。本专利技术的另一个目的是制造一个用于踏板曲柄的镶嵌件，使这种镶嵌件本身的重量小于目前所知的用金属制造的镶嵌件的重量。本专利技术的第一个方面在于用于自行车踏板曲柄的一个镶嵌件，其特征为它是由结合在一种聚合物材料中的单向结构纤维构成，并且纤维依照至少两个完全不同的方向连接，同时它还有一个同自行车的某部分连接的连接部分和同踏板曲柄部位固定的紧固部分。依据多个方向结合的单向结构纤维的优势在于它可以给予镶嵌件更高的结构硬度并允许同自行车部分直接连接。在一个优选的实施例中，镶嵌件通过将多个由单向的纤维组成的片层堆叠而得到，其中每个片层由单向的纤维通过经纱和纬纱编织在一起形成特定的织物结构。还是在一个优选的实施例中，镶嵌件为基本沿主轴方向的伸长形状，其中紧固部分同连接部分相邻并且沿主轴方向延伸。优选的，连接部分的长度稍稍大于紧固部分的长度。在第二个优选实施例中，镶嵌件大致为管状，其中连接部分指管状主体的内表面，紧固部分指管状主体的外表面。优选的，本专利技术中的镶嵌件在连接部分有一个可能带有螺纹的通孔用来连接自行车不同的部分，例如齿状冠，踏板的销，或者底部支架的销。本专利技术的第二个方面是制造用于自行车踏板曲柄镶嵌件的方法，其中镶嵌件由结合在一种聚合物材料中的单向结构纤维构成，并且纤维依照至少两个完全不同的方向连接。其特征在于此方法包括下述步骤提供一个模具；提供结合在一种聚合物材料中的单向结构纤维，并制造成片层形状；在上述的模具里，大多数的片层堆叠起来从而使单向结构纤维依据至少两个完全不同的方向取向；使模具承受在压力和温度变化，从而使聚合物固化；将镶嵌件从上述模具中取出。在一个优选的实施例中，提供了在镶嵌件的连接部分制造通孔的其他的步骤。本专利技术的另外一个方面在于一个自行车的踏板曲柄，其特征在于它包括一个至少部分的由结合在一种聚合物材料中的结构纤维所构成的复合材料组成的主体部分，特征还在于它包括一个或者多个上述的镶嵌件。在一个优选的实施例中，踏板曲柄的主体完全由结合在一种聚合物材料中的结构纤维所构成的复合材料组成。优选的，组成踏板曲柄主要部分的复合材料中的聚合物基本上同组成镶嵌件的单向纤维所包含的聚合物相同。更优选的，镶嵌件嵌入到踏板曲柄同齿状冠相连接的区域，同底部支架相连接的区域，以及同踏板销连接的区域，从而使得踏板曲柄完全由复合材料组成。本专利技术另一方面在于用于制造一个踏板曲柄的方法，其中曲柄的主体至少部分的由结合在一种聚合物材料中的结构纤维所构成的复合材料组成，其特征在于它包括下面的步骤提供一个根据想要获得的踏板曲柄外形而成型的模具；在上述模具中至少一个预定的区域，提供至少一个镶嵌件，其由结合在一种聚合物材料中的结构纤维所构成，并且纤维依照至少两个完全不同的方向连接，同时镶嵌件还包括一个紧固部分和一个连接部分；在模具中提供上述的复合材料；将上述复合材料放置在一定压力和温度下，从而使它重新排列并与上述至少一个镶嵌件的紧固部分相接触，同时引起聚合物材料的固化；将踏板曲柄从模具中取出。此外，所选择的组成踏板曲柄部分的复合物中的聚合物同组成镶嵌件的单向纤维片层中的聚合物基本相同，从而达到理想的固定效果并且相应的在踏板曲柄主体和镶嵌件之间获得高粘附力。优选的，镶嵌件连接区域的通孔在踏板曲柄从模具中取出后，特别是在齿状冠同踏板曲柄装配在一起时制造，从而可以根据连接到踏板曲柄的自行车具体部位的要求对通孔自身进行精确的中心调整。附图说明根据如下所附示意图，对优选实施例的描述将使本专利技术的特点和优点更加清晰。图1为本专利技术所涉及镶嵌件的轴测示意图；图2为图1中的本专利技术所涉及镶嵌件的中间产品的轴测示意图；图3为图1中镶嵌件的不同实施例中的第一个实施例的剖面图；图4为图3中镶嵌件沿III°-III°轴的截面图；图5为本专利技术的镶嵌件另一个实施例的轴测图；图6为本专利技术的镶嵌件又一个实施例的轴测图；图7为根据本专利技术制造的踏板曲柄的局部剖面图；图8为图7中踏板曲柄沿VII°-VII°轴的局部剖视图；图9为图7中踏板曲柄沿VII°-VII°轴的局部剖视图；图10为根据本专利技术所制造的踏板曲柄另一个实施例的分解轴测图。具体实施例方式本专利技术所涉及的镶嵌件如图1中所示，并用1表示其整体。镶嵌件1为轻微延长的弓形形状，并且延长方向沿着X-X主轴延长。它主要包括连接部分2和紧固部分4，都沿着X-X主轴连续延伸。镶嵌件1中的紧固部分的外表面由多个凹陷区域7a和7b组成。更明确的，第一个凹陷区域7a沿着紧固部分4的外周表面延伸，所有的厚度都为S2并且基本由圆柱形表面构成。第二个凹陷区域7b将紧固部分4中的界面连接区域4a和4b结合起来并且其由切口构成，切口部分地连接紧固部分4中厚度为S2的区域。在不同的实施例中，这些凹陷区域7b仍然能够主要通过通孔将紧固部分4中的所有厚度为S2的部分结合起来。连接部分2有一个通孔6。紧固部分4长度为L2，稍稍长于第一部分2的长度L1，而它的宽度H2则小于第一部分的宽度H1。另一方面，连接部分2和紧固部分4的厚度S1和S2基本是相同的。连接部分2和紧固部分4通过两个半径为R的圆形轮廓的表面8和9连接起来。这种用连续的曲线连接的表面使镶嵌件1中作用在连接部分2和紧固部分4之间过渡区的压力均匀的分布在过渡区的表面。而半径R则在设计阶段根据镶嵌件1所经受的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于自行车踏板曲柄（１００；２００）的镶嵌件（１；２０；５０；７０；８０），其特征在于，它由结合在一种聚合物材料中的单向结构纤维制成，并且所述纤维沿着至少两个不同的方向相接合；并且，该镶嵌件具有连接到自行车的一部分的连接部分（２；５２；７２；８２）和连接到踏板曲柄（１００；２００）主体的紧固部分（４；５４；７４；８４）。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛里费尔特林，保罗德托里，
申请(专利权)人：坎培诺洛有限公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]