CN115087590A - 自行车框架 - Google Patents

Abstract

一种自行车框架，其由整体的、镁合金制成的单件组成，并且通过铸造方法生产，该自行车框架包括：第一框架部段(1)，在该第一框架部段中存在第一支座(1a)，该第一支座适于容纳承载自行车鞍座的管(2)；第二框架部段(3)，该第二框架部段与第一框架部段(1)连接；以及第三框架部段(5)，该第三框架部段将第一框架部段(1)和第二框架部段(3)彼此连接，其中附加地设有：在将第二框架部段(3)和第三框架部段(5)彼此连接的区域中存在第二支座(3a)，该第二支座适于可转动地容纳连接体(4)，该连接体连接自行车车把和自行车前叉，在没有第一支座(1a)的位置处，第一框架部段(1)的横截面是敞开且薄壁的，并且在没有第二支座(3a)的位置处，第二框架部段(3)的横截面和第三框架部段(5)的横截面是敞开且薄壁的，其特征在于，第一框架部段(1)、第二框架部段(3)和第三框架部段(5)的所述敞开且薄壁的横截面中的每一个具有边缘和相对于自行车框架朝外的唯一的敞开侧。

Description

自行车框架

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的自行车框架。

这种自行车框架形成自行车的主结构元件，自行车的其他典型组成部件与该自行车框架连接并且该自行车框架为借助于组装制造的自行车框架的替代方案，其中单独制造三个上述框架部段，然后彼此牢固连接、例如焊接。由钢、碳纤维和铝制成的组装框架是已知的。

碳纤维和铝是比钢更昂贵且更难于加工的材料，但它们更轻。

背景技术

为了提供一种与由钢制成的自行车框架一样坚固耐用、并且与由碳或铝制成的自行车框架一样轻的且制造不困难的自行车框架，开发了一种具有权利要求1前序部分特征且在文献EP 0 177 646 A1中公开的自行车框架。

使用镁合金(即以镁为主要成分的材料)作为自行车框架的基本材料实现了：充分利用了镁的有利特性(即例如轻便和吸收振动的能力)并获得轻质、坚固和耐用的自行车框架。在该上下文中，通过将自行车框架制造为通过铸造方法制成的整体单件，创造性地克服了焊接镁的已知困难(焊接仅能在没有氧气的情况下进行)。换言之，为了制造自行车框架，不再需要在稍后的时间点将自行车框架传统上具有的三个典型框架部段彼此牢固连接，因为框架部段从一开始就存在于同一单件中，该单件单独形成自行车框架。

因此，这种自行车框架完全没有焊缝，这是非常有利的。因为，焊接难以执行，其在机械强度方面形成薄弱部位，并在材料中引起应力，该应力在冷却期间由该材料局部收缩而引起。

液态镁具有与水相当的粘度的事实也确保了：液态材料以最佳方式填充设置在铸造模具中的整个空间(这例如在使用铝合金的情况下是不可行的，因为铝过粘)。由于镁合金，因此可行的是：自行车框架获得最合适的形状并达到高水平的结构质量，这对于所有制造的自行车框架也是一致的，因为所有用特定铸造模具制造的自行车框架都是相同的。

为了简单地从铸造模具中取出自行车框架，有利的是：在没有第一支座和第二支座的位置处，第一框架部段、第二框架部段和第三框架部段的横截面是敞开的。

此外，所有这些敞开的横截面还是薄壁的，这实现了材料的节省并有助于简化从铸造模具中取出自行车框架。

但是，在这种已知的自行车框架的情况下，这些横截面在几何形状上并不全相同，而且它们的形状彼此不同的事实需要具有复杂形状的铸造模具。

发明内容

基于该上下文，本发明的目的在于：进一步开发上述类型的自行车框架，以便可简单地制造形成框架的、整体的单件并且已经为与自行车的所有其他组成部件、尤其还与特别的附加组成部件(如电池或电马达)连接做好准备，使得框架能够选择性地用于常规的自行车以及用于具有踩踏辅助装置的自行车。

根据本发明，如果具有权利要求1的前序部分中说明的特征的自行车框架附加地也具有权利要求1的特征部分中说明的特征，则实现该目的。

框架通过以下方式变得更加均匀并且简单的方法和铸造模具对于其制造是足够的：即根据本发明，第一框架部段、第二框架部段和第三框架部段的敞开且薄壁的横截面中的每一个具有边缘和相对于自行车框架朝外的唯一的敞开侧，其中例如，C形或U形的横截面就是这种类型的。因此，铸造模具具有一个不可移动的中间部件和三个可移动的部件，该不可移动的中间部件形成具有上述横截面的框架部段的外表面。这些可移动的部件能够接近不可移动的中间部件或从其远离，并且通过这些可移动的部件形成具有上述横截面的框架部段的内表面。这三个可移动的部件之一与框架部段中的每一个相关联。

此外，如果本发明附加地设置：在框架在自行车中的安装位置中，第一框架部段的上述敞开的横截面中的每一个的敞开侧朝向自行车的后轮，第二框架部段的上述敞开的横截面中的每一个的敞开侧朝上，并且第三框架部段的上述敞开的横截面中的每一个的敞开侧朝向自行车的前轮，则铸造模具的三个可移动部件全部都在相同的平面中移动，这进一步简化了根据本发明的自行车框架的制造。

此外，电动马达和电池能够以受保护的方式安置在第三框架部段的内部空间中，该第三框架部段的横截面具有朝向自行车前轮的敞开侧，使得根据本发明的自行车框架也能够用于具有踩踏辅助装置的自行车。

最后，形成自行车框架的、整体的、由镁合金制成的单件具有多个连接孔，其中这些连接孔和单件是同时的并且这些连接孔用于将单件与自行车的其他组成部件连接。换言之，离开铸造模具的、整体的单件已经设有这些连接孔，并且不需要对其进行进一步的处理，例如钻孔。

附图说明

本发明的其它优点和特征从以下对根据本发明的自行车框架的实施例的描述中更详细地得出，该实施例仅作为示例而非限制性的方式根据所附的附图进行说明。在附图中示意性地示出：

图1示出了具有根据本发明的自行车框架的自行车的侧视图；

图2单独地示出了图1的自行车的框架的放大侧视图；

图3示出了沿图2的剖线S1-S1的放大横截面图；

图4示出了沿图2的剖线S2-S2的放大横截面图；

图5示出了沿图2的剖线S3-S3的放大横截面图；

图6示出了沿图2的剖线S4-S4的放大横截面图；

图7示出了图2的自行车框架的后视图，其中以与图2所示的相同倾斜度观察框架。

图8示出了图2的自行车框架的俯视图；以及

图9示出了图2的自行车框架的仰视图。

具体实施方式

在图1中示出了在自行车的一个可能实施例的安装位置中的根据本发明的自行车框架，如从该图中得出，其中自行车框架被突出显示，该自行车框架包括第一框架部段1和与第一框架部段1连接的第二框架部段3，在该第一框架部段中存在第一支座1a，该第一支座适合于容纳承载自行车鞍座的管2。

此外，所示的自行车框架还包括第三框架部段5，该第三框架部段将第一框架部段1和第二框架部段3彼此连接。

还设置：在第二框架部段3和第三框架部段5彼此连接的区域中存在第二支座3a，该第二支座适合于可转动地容纳连接体4，该连接体连接自行车车把和自行车前叉。

这种自行车框架典型地具有三角形的形状并且形成自行车进行承载的主结构。自行车的其他组成部件以已知的方式与该自行车框架连接，这些其他组成部件例如是鞍座、车把、与后轮连接的后叉和与前轮连接的前叉。根据自行车型号，于是能够设有其他的组成部件，即例如用于前叉或后叉的减震器。

如在图1中试图以图形方式示出的，其中突出显示了根据本发明的自行车框架，自行车框架由唯一的单件组成，该单件由镁合金制成，并且通过铸造方法生产或者优选地通过压铸方法生产。

可行的并且也是优选的镁合金例如是已知的名为AZ91D的镁合金。其是含镁(约90％)、铝(约9％)和然后是形成剩余1％的锌和锰的合金。

为了生产这种自行车框架，能够使用压铸岛、即一种已知的机器，其铸造模具或压铸模具实际上已经被制备，以便制造件、即具有期望形状的自行车框架。压铸岛装有由镁合金制成的牢固的锭，这些锭然后在压铸岛内进行加工，即其选择性地经受铸造方法，或经受压铸方法。

为了尽可能节省材料并降低成本，实际上，自行车框架不具有实心的横截面。但是，铸造方法或压铸方法无法实现：(除了短的端部部段外，该端部部段借助于柱塞获得，该柱塞插入铸造模具或压铸模具中然后在材料冷却结束时移除)制造长的管部段。为了对其进行弥补并同时减少用于制造自行车框架的材料，自行车框架的横截面在所有可行的位置是敞开的。因此，在不存在第一支座1a的位置处，第一框架部段1的横截面是敞开的，并且在不存在第二支座3a的位置处，第二框架部段3的横截面和第三框架部段5的横截面是敞开的(参见图6、图3和图4，图6示出了沿剖线S4-S4的截面，图3示出了沿剖线S1-S1的截面，图4示出了沿剖线S2-S2的截面)。

所有这些敞开的横截面尤其也是薄壁的。

如从图中还得出：第一框架部段1、第二框架部段3和第三框架部段5的敞开的且薄壁的横截面中的每一个都具有边缘和唯一的敞开侧，该敞开侧相对于自行车框架朝外，如例如从图3、4和6中得出，其中示出了具有U形、倒U形和经转动的U形的横截面。

换言之，如也从图的整体观察中得出，框架部段1、3和5具有以下横截面，该横截面的形状使得其凹面相对于自行车框架朝外，因为这样的布置进一步简化了自行车框架从铸造模具或压铸模具中的取出。

在框架在自行车中的安装位置中，第一框架部段1的敞开的横截面中的每一个的敞开侧朝向自行车的后轮，第二框架部段1的敞开的横截面中的每一个的敞开侧朝上，并且第三框架部段5的敞开的横截面中的每一个的敞开侧朝向自行车的前轮。形成自行车框架的整体的、由镁合金制成的单件还具有多个连接孔6。这些连接孔6和单件是同时形成的，即它们在压铸方法期间形成，并且它们用于将单件与自行车的其他组成部件连接。

如从两个图1和图2的观察中得出：例如，设置在第一框架部段1与第三框架部段5之间的连接区域中的第一连接孔6旨在：将后轮后叉7的第一臂可枢转地与框架连接，并且设置在第一框架部段1中的第二连接孔6旨在：将枢转杆8的一个端部与框架可枢转地连接，该枢转杆的另一个端部与后轮后叉7的第二臂还有与减震器9的一个端部连接。该减震器9还在另一个端部处与另一个连接孔6连接，该另一个连接孔也设置在第一框架部段1中。

当为横截面选择对称且均匀的形状，即例如在图中所示的实施例的情况下，联想到风格化U的形状，参见图3，能够使用由U的两个壁限界的内部空间，以便在所谓的具有踩踏辅助装置的自行车的情况下在该内部空间中设置电池10和电马达11，如在图2和9中用虚线表示。

相比之下，第一框架部段1的形成第一支座1a的部分和第二支座3a是管形的部段(例如参见图5以及图7和图8，图5示出了沿剖线S3-S3的截面)，因为其长度使得其可以利用之前描述的柱塞制造，承载鞍座的管插入该第一支座中，连接体4可转动地插入该第二支座中，该连接体连接自行车车把和自行车前叉。

Claims (4)

1.一种自行车框架，所述自行车框架由整体的、镁合金制成的单件组成，并且通过铸造方法生产，所述自行车框架包括：

第一框架部段(1)，在所述第一框架部段中存在第一支座(1a)，所述第一支座适于容纳承载自行车鞍座的管(2)；

第二框架部段(3)，所述第二框架部段与所述第一框架部段(1)连接；以及

第三框架部段(5)，所述第三框架部段将所述第一框架部段(1)和所述第二框架部段(3)彼此连接，其中附加地设有：在将所述第二框架部段(3)和所述第三框架部段(5)彼此连接的区域中存在第二支座(3a)，所述第二支座适于可转动地容纳连接体(4)，所述连接体连接自行车车把和自行车前叉，在没有所述第一支座(1a)的位置处，所述第一框架部段(1)的横截面是敞开且薄壁的，并且在没有所述第二支座(3a)的位置处，所述第二框架部段(3)的横截面和所述第三框架部段(5)的横截面是敞开且薄壁的，其特征在于，所述第一框架部段(1)、所述第二框架部段(3)和所述第三框架部段(5)的敞开且薄壁的横截面中的每一个具有边缘和相对于所述自行车框架朝外的唯一敞开侧。

2.根据权利要求1所述的自行车框架，其特征在于，在所述框架在自行车中的安装位置中，所述第一框架部段(1)的敞开的横截面中的每一个的敞开侧朝向自行车的后轮，所述第二框架部段(3)的敞开的横截面中的每一个的敞开侧朝上，并且所述第三框架部段(5)的敞开的横截面中的每一个的敞开侧朝向自行车的前轮。

3.根据前述权利要求之一所述的自行车框架，其特征在于，形成所述自行车框架的、整体的、镁合金制成的所述单件具有多个连接孔(6)，其中所述多个连接孔和所述单件是同时的并且所述多个连接孔用于将所述单件与自行车的其他组成部件连接。

4.根据前述权利要求之一所述的自行车框架，其特征在于，所述自行车框架通过压铸方法生产。

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