[发明专利]自行车架、自行车以及用于制造自行车架的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自行车架以及用于制造自行车架的方法。

背景技术

使用金属或硬质塑料、通过缠绕处理得到的纤维增强材料或多种不同管状部分通过复杂的手工劳动来制造自行车架，这是公知的。

DE3804342C2公开一种自行车架以及与之关联的前轮轴叉(fork)，两者均由高压模铸轻质金属或高压模铸热塑性塑料制成。

DE19640955A1公开一种用于制造自行车架的中空体轮廓的方法，该中空体轮廓构造为使用多个壳状元件构造的复合体。同样，DE69213007T公开一种由聚合物材料制成的自行车架的制造方法。US6340509B1公开一种包含增强纤维的复合自行车架。

此外，过去已经尝试通过塑料注塑成型工艺完全由热塑性材料生产自行车架。不过，虽然此处对应的周期时间(cycle times)比硬质塑料的低数个数量级，但是基于塑料注塑成型工艺可以获得的适中(modest)最大壁厚度(几厘米或几毫米)的缘故，这样的自行车架的机械性能不足。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种自行车架，与现有技术相比，该自行车架提供经济性制造工艺以及改善的机械性能。

根据本发明，这个目的是通过一种自行车架实现的，该自行车架由至少一个半壳体和盖元件获得，半壳体由至少部分地(in regions)纤维增强的热塑性材料形成，盖元件至少部分地连接到半壳体，并优选封闭所述半壳体。半壳体可以通过压制工艺、热成型工艺(升高的温度下的深拉伸工艺)或通过在比硬质塑料材料短的周期时间内使用热塑性材料在注塑成型模具中一体成型而以简单且合算的方式来制造。

盖元件优选以至少实质上与半壳体镜面对称的方式形成。具体而言，附加元件的紧固差异会产生镜像对称的轻微偏差，例如制动系统的部件可能只需要经由自行车架的一侧，即盖元件侧或半壳体侧，由此使得以示例性的方式导致与镜像配置有关的前述偏差的出现。

优选半壳体和盖元件通过叠置(overlapping)和/或相互紧靠的接合部分彼此连接。此处，接合部分优选作为平坦面配置在半壳体或盖元件的周边区域。

至少一个能够被供电的加热元件可以设置在接合部分的区域中，优选加热元件由至少一个金属导体或由至少一条碳纤维形成。在相应的电力供给的情况下，能够被供电的至少一个加热元件提供形成连接所需的能量，所述能量优选地仅局部释放到接合部分的区域中，使得半壳体和/或盖元件的相邻区域不接触任何热负荷或只承担低的热负荷。此处，供电可以通过直接施加电压或通过交变磁场来感应的方式间接进行。在使用金属导体(例如电阻丝)时，由于后者可以在半壳体和盖元件已经彼此连接后进一步用作信号导体和/或电导体，故而衍生出进一步的优点。另外，采用碳纤维提供了增大接合部分的连接区域的强度的优点。

加热元件可通过例如形状匹配连接和/或力传递匹配连接的方式布置在接合部分上。加热元件优选收纳在接合部分内，例如，该加热元件在制造相应的接合部分过程中通过塑料注塑成型工艺中模塑成型在其上或包覆模塑成型在其中。这确保了加热元件总是相对于接合部分处于正确位置。

半壳体和盖元件优选通过粘合剂层和/或焊接连接和/或螺纹连接和/或铆钉连接和/或无钉铆接的方式彼此连接。具体而言，粘合剂层和点状连接(例如点焊连接、螺纹连接，铆钉连接或无钉铆接)的组合，一方面使得盖元件和半壳体之间因点状连接而迅速连接，另一方面通过粘合剂层形成的层状连接使其更耐受尤其是振动载荷。由于半壳体、优选盖元件也由热塑性材料形成，所以相较于由硬质塑料材料制成的自行车架，可有利地使用多种焊接工艺。摩擦焊接或激光焊接特别适合于连接半壳体和盖元件。可选的焊接可包括感应焊、红外线焊接、电阻焊、振动焊接或加热元件焊接。优选在上述所有焊接处理的情况下加入附加材料，同样优选添加纤维增强热塑性材料。带形状的附加材料，即由连续纤维增强热塑性材料形成的带特别适合作为附加材料。但是，相应的带形状附加材料也适于半壳体与盖元件的粘合连接，并且可以作为加固件配置在接合部分的区域中和/或与接合部分粘结到一起。

半壳体和/或盖元件可以具有至少一个U形横截面，与之相邻具有接合部分。此处，V形横截面被认为是尖锥形的U形横截面。这样的横截面几何形状可以以特别简单且合算的方式由本领域技术人员已知的成型处理和/或初始成形处理来制作，而且，在本发明自行车架上具有均匀的张力分布(tension profile)。