[发明专利]具有夹扣区域结构的管状复合构件的连接

说明书

本发明涉及高性能自行车部件的制造，尤其是涉及能够避免由于夹扣在管状部件内所引起的应力而使管状部件裂开或能使该裂开减至最小的方案。

高性能自行车需要具有强度、刚性且重量轻的车架和其它部件。众所周知，管状自行车架和车架部件、自行车的把手、座位杆和其它结构件、以及其它构件可以由金属或金属合金制成，例如钢、铝、钛；他们也可以由高强度复合材料制成，例如碳或玻璃纤维增强的固化树脂。在某些情况下，金属管上可以连接有一复合材料外层。由复合材料制成的管状构件尤其容易受到夹扣的损害，这是因为，内管如自行车座位杆、把手杆或把手等的末端将夹持在外管内，而该外管通过C形夹扣而压紧，在将内管夹持在外管内时，通过凿槽、磨损和集中负载，该复合材料的结构整体性将很快被损坏。解决该问题的一种方法是采用双铰接的夹扣，例如用于自行车把手的双铰链销夹扣。

本发明的主要目的是提供一种强度高、重量轻的管状复合结构件的管状连接，其中，由于叠套夹持部分的夹紧应力而引起开裂的可能性可显著减小。

因此，本发明提供了一种管状连接部分，包括；

a)一由复合材料制成的内管，所述内管有一凸形外表面；

b)一外管，该外管有一个可叠套地与所述内管的所述外表面配合的凹形内表面，所述外管有一开口，该开口有相对的边，该相对边在夹紧过程中相向运动；以及

c)一外管夹扣，

所述复合内管有一夹扣侧区域，该夹扣侧区域从所述凸形外表面处凹进，并位于与所述开口的所述相对边和所述外管夹扣之间的间隙径向对齐的位置处，从而使得所述相对边在所述夹扣的夹紧过程中并不与所述内管的所述夹扣侧区域贴合。

附图的简要说明

图1是自行车架的局部侧视图，该自行车架中夹持有座位杆轴。

图2是基本呈C形的夹扣、车架以及座位杆轴的俯视图。

图3是与图2类似的视图，其以放大的比例表示现有技术的座位杆轴的凿槽情况。

图4是根据本发明而构成的座位杆轴的端视图。

图5是图4的座位杆轴的侧视图。

尽管本发明能够广泛用于通过基本为C形的外夹扣而夹持在一起的各种可叠套配合的管的连接，但是，为了方便，将专门参考自行车座位杆或轴与自行车架的叠套互连来对本发明进行说明，该轴装在自行车架内。如图1所示，包括部分自行车架的外管10叠套地安装有呈自行车座位杆形式的内管20，该外管的内径近似于座位杆的外径，以形成紧密的滑动配合。车架管10可以由金属或复合材料或者它们的组合物制成，在该车架管10中有一纵向延伸的开口12，以使得外管10中所述开口的间隔开的边缘可以由C形夹扣夹拢。呈自行车座位杆形式的内管20包括在其上端的座位安装头30，该座位安装头30可以以任意合适的方式固定连接在内管20上。该内管20可以整个由复合材料制成，例如碳纤维增强环氧树脂，或者该内管20可以包括分层管，其具有由复合材料制成的外表面层21、23(图5)所覆盖的金属内层。

如图2所示，C形夹扣40有一对间隔开的耳状物42、44，该耳状物42、44在夹紧过程中由已知的螺纹紧固件46来夹拢。

根据本发明，所述的一对将要夹持在一起的管件的内管20至少包括一个细长的扁平部分22、24，其设置在管20的径向相对侧。如图2所示，安装时扁平部分22位于外管10的开口12附近，因此，外车架管10的开口12的相对侧上的间隔开的边缘不会与座位杆或内管10的外表面接触。这样，该扁平部分22提供了一个夹扣侧区域，其用于与位于车架管10开口12的相对边之间的间隙沿径向对齐，因此，车架管10开口的相对边不会与座位杆内管20的夹扣侧区域22接触或者贴合。将该扁平部分22、24的长度选择为与要安装在座位头30上的自行车座(未示出)高度的可调节长度相近。尽管在该优选实施例中，该夹扣侧区域22、24是扁平表面，而内外管10、20是圆管，但应当知道，该夹扣侧区域22、24并不必是扁平的，管10、20也不必是圆的。该夹扣侧区域22、24优选是在复合座位杆管20的模制过程中形成。

如本领域技术人员所知，复合的自行车座位杆包括多个复合层以形成管形，且该复合层内通常有相对于座位杆管20的纵向轴而以不同角度布置的增强线。优选是，复合的座位杆管的至少一些层21、23由碳增强环氧树脂制成。