CN112752709B - 用于两轮和三轮车辆的车把的止动件以及用于制造这种止动件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于两轮车辆的车把的止动件，该止动件集成到车辆的控制头轴承中。它由安装在控制头轴承中的具有与控制头轴承的旋转轴线同轴地布置的圆弧形凹槽的第一部件和突出到该槽中的止动元件(18)形成。止动元件(18)布置在可相对于第一部件运动的第二部件上。根据本发明，在下控制头轴承处的止动件布置在头管(1)内，该头管由与车辆的叉抗扭地连接的基座(4)、下滚动轴承(5)和下轴承壳(6)组成。下轴承壳(6)同轴地围绕基座(4)和下滚动轴承(5)。圆弧形凹槽(15)设置在基座(4)中，并朝向下轴承壳(6)开放。下轴承壳(6)包括在其高度上延伸到下滚动轴承(5)的开口凹部(17)，其接收止动元件(18)。止动元件(18)具有径向的凸耳(19)，该突耳伸入到基座(4)的圆形凹槽中。

Description

用于两轮和三轮车辆的车把的止动件以及用于制造这种止动 件的方法

技术领域

本发明涉及一种用于两轮和三轮车辆的车把的止动件及用于制造这种止动件的方法，该止动件集成到车辆的控制头轴承(control head bearing)中，本发明还涉及用于制造这种止动件的方法。

背景技术

用于两轮和三轮车辆的车把的止动件用于在无意中过于急剧地转动前轮和与前轮连接的车把的情况下防止损坏车辆的框架并且防止损坏布置在车把上的控制元件，例如换档杆、制动杆和离合器杆。因此，这种止动件仅在与安全无关的区域中有效，从而不会损害车辆的功能性转向。

为此，已知一种用于自行车的转向止动件，其中，控制头轴承的功能和车把止动件的功能布置在上控制头轴承内。在已知的方式中，控制头轴承包括轴承壳，该轴承壳同轴地容纳滚动轴承；与轴承壳一起用密封件覆盖滚动轴承的碗组(headset)盖；以及夹具，该夹具以非强制锁定(non-positive-locking)的方式连接到前轮叉(fork)的轴管。控制头轴承的轴承壳包括内部半圆形凹槽，在装配状态下，布置在控制头轴承的盖的面向滚动轴承的下端面上的弹簧以形状配合锁定的方式接合到该内部半圆形凹槽中。在凹槽的两端，具有类似橡胶的圆柱体，其减弱了车把的止动。在控制头轴承的盖的上部自由端面处设置有凹部(recess)，在装配状态下，夹具以强制锁定的方式接合到该凹部中，使得碗组盖参与车把的枢转运动，其中，弹簧在半圆形凹槽内移动。其运动以及因此车把的旋转运动由凹槽的打开角度限制(DE202008004U1)。

还已知一种用于将转向装置的转向角限制在自行车的第一和第二端部位置之间的装置，该装置包括车轮导向装置和车架装置。边缘引导装置围绕转向轴可旋转地装配在车架装置的头管中。设置有具有第一转向止动表面和第二转向止动表面的转向止动装置。在车轮导向装置上。在车架装置上设置有具有第一和第二止动配合面的止动配对装置。第一转向止动表面接触第一止动配合表面。在该第一端位置，第二转向止动表面在第二端位置接触第二止动配合表面。第一和第二转向止动表面至少部分地径向和轴向位于该头管内(EP2848508A1)。

由于转换(switching)和供给管线不断增加地功能集成到上控制头轴承的区域中，因此，为转向头止动件留出越来越小的安装空间。此外，上述转向止动件需要轴承壳，该轴承壳与车架的控制头管固定连接，该控制头管容纳滚动轴承。这种设计存在于所有车辆的大约80％的情况中。在其余的20％的车辆中，滚动轴承直接压入车架的控制头管中。在这些车辆中，不能使用上述转向止动件。

发明内容

本发明的目的是开发一种用于两轮和三轮车辆的车把的止动件，其可应用于所有车把，而与安装滚动轴承的方法无关，并且不影响将转换和供应管线功能集成到上控制头轴承的区域中。本发明的目的还在于开发一种用于制造两轮和三轮车辆的车把的止动件的简化方法。

本发明及其优点

根据本发明的用于两轮和三轮车辆的车把的止动件具有基本优点是：它完全集成到车辆框架的头管中。它包括将合法的60Nm的扭矩从车把立管传递到车辆叉上的装置，位于连接到头管的轴承壳内，从而完全位于车辆的框架内。

这通过将车把止动件布置在头管内的下控制头轴承上来实现。为此，下控制头轴承由与车辆的叉抗扭(torque-proof)地连接的基座、滚动轴承和与车辆的车架的头管抗扭地连接的轴承壳构成，基座和滚动轴承可***到该轴承壳中。在基座中，布置有圆形凹槽，该圆形凹槽朝向基座的外周开口。其最小打开角度是基于对两轮车辆的车把的冲击角度的合法要求。对于普通自行车和山地(trekking)自行车，该向右和向左的角度为60°，即，总共120°。对于公路自行车和青年(youth)自行车，角度为±30°，即，总共60°。

轴承壳包括在其高度上延伸的凹部，该凹部接收止动元件。止动元件在其高度上具有两个不同的径向厚度，其中，在下滚动轴承的区域中的厚度不大于下轴承壳的开放的凹部的径向深度。在基座区域的厚度选择为足够大，使得止动元件伸入基座的圆弧形凹槽中。

然而，通常也可以将止动的功能元件彼此互换，即，将止动元件***到下控制头轴承的基座中。然而，在这种情况下，圆弧形凹槽然后将被放置在轴承壳中。基座本身也可以是车辆叉的整体部分。在此，圆弧形凹槽必须***到那里，或者止动元件必须固定在那里，或者附加地将单独的部件***到下控制头轴承中，该下控制头轴承执行止动的相应的功能元件的功能。

轴承壳也可以是车辆车架的头管的一体部分。在这种情况下，前面已经关于牢固地连接到车辆的叉上的基座所描述的关于止动件的功能元件的布置的内容应当充分适用。

根据本发明的有利实施方式，止动元件的在同轴装配的下滚动轴承的区域中面向控制头轴承的旋转轴线的表面是凹形的，从而以这样的方式形成，即，使得其对应于轴承壳的内周表面，实际上意味着轴承壳的内周表面的延续。在这种情况下，它不会突出超过轴承壳的内周表面，以避免在该点处滚动轴承上的过大径向压力。这具有的优点是，止动元件可以在轴承壳的凹部内沿周向方向容易地移动。

根据本发明的特别有利的实施方式，为了基座与基座中的叉的轴管的抗扭连接，布置至少一个纵向凹槽用于接收销。销以其护套(sheath)的一部分稍微突出超过基座的内壁进入由基座包围的内部空间中，使得撞击在叉上的基座以抗扭的方式连接到叉。这实现了叉和基座之间的可靠的强制锁定和非强制锁定连接。有利地，设置三个纵向凹槽，所述三个纵向凹槽以彼此相同的角距离分布在基座的内周上。

在本发明的另一有利的实施方式中，轴承壳中的凹部在周向上比止动元件略宽。止动元件的上部区域在两侧上具有凹部，所述凹部在装配状态下分别容纳弹性部件，所述弹性部件至少在周向上填充由凹部在止动元件和轴承壳之间形成的空间。藉此，当车把完全转出时，两弹性部可衰减吸收基座对止动件的冲击，使其不会产生金属撞击声，进而增加车把止动件的使用寿命。

根据本发明的另一有利实施方式，根据本发明的止动元件的上端面设置有径向向内指向的保持凸耳，该保持凸耳在装配状态下搁置在下滚动轴承的外环的上边缘上。这防止了止动元件从下控制头轴承脱落。

用于制造根据本发明的用于两轮和三轮车辆的车把的止动部的方法具有如下优点，止动元件被制造为单独的部件，并且可以在单个步骤中与滚动轴承结合。根据本发明的止动件的制造如下进行：

下控制头轴承的基座上***有向外周开放的圆弧形凹槽。在轴承壳高度上延伸的凹部***到轴承壳中。单独制造的止动元件径向移动到轴承壳的凹部上方的位置，并与滚动轴承一起压入轴承壳中，其中，止动元件的面向控制头轴承的旋转轴线的内表面以齐平的方式邻接轴承壳的内护套，或者略微位于其后面。

本发明的其它优点和有利实施方式可在以下描述、权利要求和附图中找到。

附图说明

根据本发明的目的的优选示例性实施方式在附图中示出，并且将在下面详细说明。附图示出了

图1是根据本发明的具有止动件的控制头轴承的等距分解图，

图2是图1的控制头轴承的分解剖视图，

图3是图1中的控制头轴承在组装状态下的剖视图，

图4是根据本发明的止动件的组件的基座，

图5是根据本发明的具有止动元件的止动件的组件的轴承壳套，

图6是根据本发明的止动件在没有轴承壳的情况下的组件的等距视图；以及

图7是从下方看的根据本发明的止动件的整个组件的视图。

具体实施方式

图1和2以分解图示出了根据本发明的具有止动件的控制头轴承，图3示出了处于安装状态的控制头轴承。控制头轴承以已知的方式安装在车辆(这里未示出)的车架的头管1中，包括上控制头轴承和下控制头轴承，上控制头轴承在头管1中布置在车辆的车把立管下方，下控制头轴承布置在叉(这里也未示出)上方，车辆的转向管布置在下控制头轴承上。上控制头轴承包括上滚动轴承2，其通过夹紧环3装配在头管1中(图3)。下控制头轴承由压紧在转向管(在此未示出)上的基座4、在基座4上的下滚动轴承5和下轴承壳6组成，滚动轴承5以其外环7压入该下轴承壳中。下轴承壳6被压入头管1的下开口内(图3)。转向管穿过滚动轴承5的内环8和上滚动轴承2的内环并且伸入到上夹紧环3中。夹紧爪9被驱动进入转向管的上开口，其将由驾驶员通过车辆的车把施加的转向扭矩经由车把立杆(stem)(这里也未示出)传递到叉。根据法律规定，最小扭矩为60Nm。

为了完整起见，图1至3仍然示出了将车把立杆连接到叉和头管1的部件：头管1由间隔件10覆盖，车把立杆通过夹紧盖11和调节螺钉12固定在转向管上，并与头管1无空隙(play)地可转动地连接。

对于根据本发明的用于车辆的车把的止动件来说至关重要的控制头轴承是下轴承。如图1和4所示，在本实例中，在其内护套上，基座4包括总共六个轴向延伸的纵向凹槽13，在本实例中，在安装位置观察，这些凹槽成对地从下方***基座4中作为盲孔。孔壁向叉的旋转轴线开放，使得***这些盲孔的销14稍微突出超过基座4的内壁，在本示例中，突出大约0.15mm(图1、4、6和7)。当将基座4撞击到转向管上时，销14在其外护套上产生沟槽，由此除了非强制锁定之外，另一强制锁定配合确保基座4和叉之间的扭转保护。由于扭转保护的所述设计，在转向运动传递到叉的过程中实现了120Nm的扭矩。

尤其如从图4中可看到的那样，基座4的外周在三分之一外周上设置有通向外周的开放凹部15。凹部15的侧面形成的角度为120°。在这方面，图7示出了在该区域中具有减小的厚度的没有布置纵向槽13和销14。

图5示出了处于反向安装位置的下轴承壳6。下轴承壳6的高度至少相当于基座4和下滚动轴承5的高度的总，其上边缘16在装配状态下位于头管1的下端面上(图3)。在下轴承壳6的内护套内，引入了平行于控制头轴承的旋转轴线延伸的凹部17，其朝向下滚动轴承5开放，用于接收止动元件18。如从图6中还可以看到的，止动元件18由方形主体构成，该方形主体的有效高度对应于下轴承壳6的高度，并且其宽度对应于开放的凹部17的宽度，其厚度在装配状态下在基座4和下滚动轴承5彼此接触的平面上不规则地改变，即彼此叠置，其中，其厚度在径向邻接下滚动轴承5的区域中足够大，使得其内护套不伸出到下轴承壳6的内护套上，优点是，止动元件18的内护套形成为凹形，如图5中所示，使得其延伸，即延伸到下轴承壳6的内护套的延续中，并且同时如从图6中可以看到的，位于下滚动轴承5的外护套上，止动元件18在其与基座4相对的区域中包括径向向内突出的突出部19，该部分在装配状态下突出到基座4的凹部15中。为了将根据本发明的止动件装配在下控制头轴承中，这意味着，当将止动元件18连接到下滚动轴承5上并进入下轴承壳6中时，止动元件18必须总是位于凹槽15的角度范围内，为了防止止动元件18从开口凹槽17中掉出，其上端面设置有保持凸耳20，其在装配状态下搁置在下轴承壳6的上边缘上。

在图4和5中可以看到根据本发明的止动件的有利实施方式，为了实现止动元件18在凹部15的侧面处的减弱的冲击，止动元件18在其外边缘区域中的其上端面处被省略。两个所形成的间隙21在组装状态下由下轴承壳6的开放凹部17的侧面限制，并且每个间隙都填充有弹性元件22。如果在车辆的转向车把转动时基座4的凹部15的侧面撞击止动元件18，同时压缩弹性元件22，则这避免了硬止动。结果，止动被削弱，从而减小了两个金属部件之间撞击的声音。此外，减少了由这种接触引起的金属部件的磨损。

参考序号列表

1 头管

2 上滚动轴承

3 卡环

4 基座

5 下滚动轴承

6 下轴承壳

7 外环

8 内环

9 夹紧爪

10 间隔件

11 夹紧盖

12 调节螺钉

13 纵向槽

14 销

15 凹部

16 边缘

17 开放凹部

18 止动元件

19 突出部

20 保持凸耳

21 间隙

22 弹性元件

Claims (6)

1.一种用于两轮和三轮车辆的车把的具有止动件的控制头轴承，包括具有头管(1)的框架并且叉装配在所述头管内，所述叉的轴管以抗扭的方式接收所述车辆的所述车把的车把立杆，其中，所述头管(1)中布置有上控制头轴承和下控制头轴承，所述上控制头轴承和所述下控制头轴承均具有滚动轴承(2，5)，并且所述止动件集成在所述头管(1)中，其中，所述止动件由牢固地连接到所述叉的部件、与所述下控制头轴承的旋转轴线同轴布置的圆弧形凹槽以及突出到所述凹槽中的止动元件(18)形成，所述止动元件布置在所述下控制头轴承的牢固地连接到所述头管(1)的部件上，并且在所述车把立杆处于笔直位置的情况下，位于牢固地连接到所述叉的所述部件的所述圆弧形凹槽的中心，

其特征在于

所述下控制头轴承上的止动件布置在所述头管(1)内，所述止动件由基座(4)、下滚动轴承(5)以及下轴承壳(6)组成，所述基座(4)以抗扭的方式连接于所述车辆的所述叉，所述下轴承壳(6)以抗扭的方式连接于所述车辆的所述框架的所述头管(1)，其中

-所述下轴承壳(6)同轴地接收所述基座(4)和布置在所述基座上方的安装位置中的所述下滚动轴承(5)，

-所述圆弧形凹槽布置在所述下控制头轴承的所述基座(4)中并且设计成朝向所述下轴承壳(6)的内护套开放的圆弧形凹部(15)，

-所述下轴承壳(6)包括开放凹部(17)，所述开放凹部朝向所述下滚动轴承(5)开放，在所述下轴承壳(6)的高度上延伸，所述开放凹部接收所述止动元件(18)，以及

-所述止动元件(18)在其高度上包括至少两个不同的径向厚度，其中，所述止动元件(18)在所述下滚动轴承(5)的区域中的所述厚度不大于所述下轴承壳(6)的所述开放凹部(17)的径向深度，并且在所述基座(4)的区域中的所述厚度的尺寸被设计成使得所述止动元件(18)突出到所述基座(4)的所述圆弧形凹槽中。

2.根据权利要求1所述的控制头轴承，

其特征在于

在同轴地装配的下滚动轴承(5)的区域中，所述止动元件(18)的面向所述控制头轴承的旋转轴线的表面是凹形的，由此以这样的方式形成，即，使得所述表面对应于所述下轴承壳(6)的内周表面，由此也对应于所述下滚动轴承(5)的外周表面。

3.根据权利要求1或2所述的控制头轴承，

其特征在于，

为了将所述基座(4)抗扭地连接于所述基座(4)中的所述叉的所述轴管，设置至少一个纵向槽(13)用于容纳销(14)，其中，所述销(14)以其护套的一部分略微伸出所述基座(4)的内壁进入由所述基座(4)包围的内部空间中。

4.根据权利要求1、2或3所述的控制头轴承，

其特征在于，

所述下轴承壳(6)中的所述开放凹部(17)在周向上比所述止动元件(18)略宽，并且所述止动元件(18)的上部区域在两侧上分别包括间隙(21)，每个间隙在装配状态下容纳弹性部件(22)，所述弹性部件至少在周向上填充在由所述开放凹部(17)在所述止动元件(18)与所述下轴承壳(6)之间形成的空间内。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制头轴承，

其特征在于，

所述止动元件(18)的上端面设有径向向内指向的保持凸耳(20)，所述保持凸耳在装配状态下贴靠在所述下滚动轴承(5)的外环(8)的上边缘上。

6.一种用于两轮和三轮车辆的车把的具有止动件的控制头轴承的制造方法，该控制头轴承包括具有头管(1)的框架并且叉装配在所述头管中，所述叉的轴管以抗扭的方式接收所述车辆的所述车把的车把立杆，其中，所述头管(1)中布置有上控制头轴承和下控制头轴承，所述上控制头轴承和所述下控制头轴承均具有滚动轴承(2，5)，并且所述止动件集成在所述头管(1)中，其中，所述止动件由牢固地连接到所述叉的部件、与所述控制头轴承的旋转轴线同轴地结合的圆弧形凹槽以及突出到所述凹槽中的止动元件(18)形成，所述止动元件布置在牢固地连接到所述头管(1)的所述下控制头轴承的部件上，并且在所述车把立杆处于笔直位置的情况下位于牢固地连接到所述叉的所述部件的所述圆弧形凹槽的中心，

其特征在于，

-所述止动件由基座(4)、下滚动轴承(5)以及下轴承壳(6)组成，所述圆弧形凹槽作为朝向所述下轴承壳(6)的内护套开放的圆弧形凹部(15)***到所述下控制头轴承的基座(4)中，

-所述下轴承壳(6)设有在高度上延伸的开放凹部(17)，

-所述止动元件(18)在其高度上包括至少两个不同的径向厚度，其中，所述止动元件(18)在下滚动轴承(5)的区域中的所述厚度不大于所述下轴承壳(6)的所述开放凹部(17)的径向深度，并且在所述基座(4)的区域中的所述厚度的尺寸被设计成使得所述止动元件(18)突出到所述基座(4)的所述圆弧形凹槽中，以及

-所述止动元件(18)径向移动到所述下轴承壳(6)的所述开放凹部(17)上方的位置，并且与所述下滚动轴承(5)一起被压入所述下轴承壳(6)中。

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