Велосипедная рама

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) ( 51)5 В 62 К 19/ ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ТЕНИЯ 1132 ( легкого ме аллаПо ме.03.8 из магния.брус 2 и жжень 3 отли атель аются ствии 85 ем, впос твом вто(75) Фрэнсис Джордж Кирк(57) Изобретение относитвелосипеда, Пель изобретвышение надежности и долВелосипедная рама содержстержень 3 и головку 4,друг: с дру ом в е рхним 1брусьями н отлитые одной и2, 1984 ый(21) 4028647/27-1 (86) РСТ/СВ 86/00 (22) 17.1.86 (31) 8507166; 85203 (32) 20.03.85; 40 (33) СВ ся к рамамения - погонечностит седельооединенныи нижнимдетдлью и сплава, напримершей мере нижнийо седельный стерс открытым профиэамыкаемим посреди отливки, закрепляемо в открытом профиле с помощью клеяпри желательной механической блокировке между ними. Механическая блокировка обеспечивается вэаимоэацепляющимися элементами, расположенными подлине отливок под косим углом. Верхний 1 н нижний 2 брусья соединяютсяконструкционным мостиком 9, соединяющим их в месте между головкой 4 иседельным стержнем 3. Нижний брус 2соединен с седельным стержнем 3 впромежуточной точке. 9 з,п, ф-лы,12 ил.Изобретений относится к велосипедным рамам;Цель изобретения - повышение надежности и долговечности.На фиг.1 схематично изображенавелосипедная рама, вид сбоку; нафиг.2 - сечение А-А на Фиг.1; нафцг.З - сечение Б-Б на Фиг.1; нафиг,4 - сечение В-В на фиг,1; наФиг. 5 - сечение Г-Г на Фиг.1; нафиг. 6 - сечение Д-Д на Фиг, 1; на фиг. 7 сечение Е-Е на фиг.1; на фиг.8 -сечение Ж-Ж на фиг.1; на фиг.9 - сечение К-К на фиг.1; на фиг.10 - сечение Л-Л на фиг.1; на фиг.11 - вид Мна фиг.1 (показан вкладьпп в седельныйстержень); на фиг.12 - то же, вкладыш показан отдельно,Велосипедная рама содержит верхний 20или поперечный брус 1, нижний брус 2,седельный стержень 3 и трубчатую головку 4. В головке 4 находится подшипник для узла (не показан), состоящий. иэ руля и передней вилки, в которой 25установлено переднее колесоЗаметим,что при пользовании поперечный брус1 является практически горизонтальным, при этом поперечный брус 1 инижний брус 2 расходятся в направлении назад.У седельного стержня 3 имеетсяверхний трубчатый участок 5,.предназначенный для приема опорной трубкиседпа. Кроме того, седельный стержень353 несет конструкцию задней вилки,состоящую из верхних и нижних вилок6 и 7 соответственно для установкизаднего колеса,У нижнего конца седельного стержня 3 находится цапфа 8 для типовогозубчатого колеса и педалей (не показано),В указанной конструкции поперечный 45брус 1, нижний брус 2, мостик 9, седельный стержень 3 и вилки 6 и 7 отливаются,одной деталью из магнияпромьппленноге качества, например изсорта Е 128 либо из сплава на осно 50ве магния и имеют профили, показанныена Фиг.2-10.Важной особенностью рамы являетсяпридание ей жесткости против крученияпосредством конструкционного мостика9, идущего между верхним брусом 1 и55нижним брусом 2. Мостик отливаетсясплошным с верхним брусом 1 и нижнимбрусом 2 и действует как рычаг, благодаря которому закручивание рамы из-эаотклонения головки 4 от плоскости рамы действует не на концы верхнего бруса 1 и нижнего бруса 2, удаленные отседельного стержня 3, а на места, более близки к седельному стержню 3,Верхний брус 1 имеет двухтавровыйпрофиль (фиг2), кроме того, в немимеются отверстия 10 для уменьшениявеса. На фиг.З показан профиль в стыке между верхним брусом 1 и мостиком9. В мостике 9 также имеются отверстия11 для уменьшения веса, как видно иэфиг.4, мостик имеет двутавровый профиль,На Фиг.5 и 6 видно, что нижний брус2 состоит из двух литых деталей, Одна .деталь 12 с широким С-образным сечением отливается вместе с верхним брусом1, седельным стержнем 3 и головкой 4,Вторая деталь 13 меньшего С-образногопрофиля принимается внутрь открытойстороны отливки 12 в соответствии счертежом, и закрепляется там сверхпрочным клеем, далее отверждаемым путем нагрева.На Фиг.7 и.8 показан седельныйстержень 3, имеющий в основном 7-образный профиль, с которым сливается (илисоединяется) трубчатый участок 5,предназначенный для приема трубкиопоры седла, зажимаемой с помощью пазов (не показано) в трубчатомучастке 5 типовым образом.На фиг.7 показано, как при необходимости может быть замкнут Ч-образный профиль за счет применения С-образной профильной отливки, образую-.щей вкладыш детали 14, также закрепляемый с помощью сверхпрочного клея,отверждаемого нагревом. На Фиг,8также изображены две литых детали 13и 14 нижнего бруса 2.На фиг.9 видно, что каждая иззадних вилок 7 имеет С-образный проФиль. Конструкция вилок 6 аналогична.Как обычно имеются две верхние и нижние задние вилки 7 по одной с каждойстороны заднего колеса, С-образныепрофили расположены спинками друг кдругу, так что открытые профили обращены наружу,Головка 4 может быть цельной отливкой трубчатой формы. Мостик 9 предназначен для уменьшения эффективной противодействующей длины балок, образованных поперечным брусом 1 и5 15 нижним брусом 2, Поскольку прочностьна кручение и изгиб обратно пропорциональны длине балки, то благодаря эффективному укорочению, создаваемому мостиком 9, обе балки, образованные брусьями 1 и 2, становятся значительно жестче на кручение и изгиб. Также заметим, что увеличенная длина противодействующего вращению рычага в жестком мостике ведет к большим стрелам прогиба у балок 1 и 2 на единичное угловое отклонение головки. Благодаря этому жесткость на кручение балоки 2 имеет меньшее значение, а жесткость на изгиб большее. Все это позволяет отливать балки из материала с малым модулем упругости второго рода по сравнению со сталью, например из магния, прочного на изгиб и сравнительно слабого на кручение, вследствие чего указанная рама имеет жесткую на кручение конструкцию, В обычных велосипедах применяются сталь ные трубки, имеющие большую прочность на кручение и сравнительно малую жесткость на изгиб, ограничиваемую стабильностью сечения, в результате чего жесткость рамы определяется в основном жесткостью труб на кручение,Стык нижнего бруса 2 с седельным стержнем 3 смещен вверх от нижнего конца седельного стержня 3 (фиг.1), Благодаря этому уменьшается суммарная длина нижнего бруса 2, что дополнительно уменьшает длину образуемой им балки и способствует экономии материала н веса, Кроме того, достигается определенное упрочнение самого седельного стержня 3.Было обнаружено, что за счет применения для нижнего бруса 2 конфигурации с замкнутым С-образным профилем требования по большей по сравнению с верхним брусом 1 прочностью на скручивание можно выполнить, не применяя избыточные количества металла,Например, для различных профилей рамы толщина металла может быть равна 5 мм, хотя может оказаться практичным применение металла и с меньшей толщиной.Чтобы обеспечить какую-либо механическую блокировку между отливкой с широким С-образным сечением и второй замыкающей отливкой 13 с целью уменьшения механических требований40652 6к клею на отливках в области стыкамежду нижним брусом 2 и седельнымстержнем можно предусмотреть парукосо направленных штифтов или шипов 5.15 (фиг.10), устнавливаемых в соответствующие отверстия с последующимзакреплением сверхпрочным клеем.Штифты или шипы 15 вводятся черезоткрытый 7-образный профиль 16 седельного стержня 3 до замыкания этогопрофиля деталью 14.На фиг.11 .и 12 показано, как рядлитых косых ребер 17, образованныхсмежно открытому концу 7-образногопрофиля 1 6 седельного стержня 4,взаимодействует с рядом пазов илиуглублений 18 на краях детали 14.Благодаря этому обеспечивается взаимо связь между профилем 16 и замыкающимвкладьппем детали 14, также позволяющая уменьшить напряжение в клее.Косое расположение шипов 15 и ребер 17 изображено на Фиг.1.25 Косое механическое зацепление должно обеспечить блокировку от напряжений вдоль отливок и по нормали к ним,Формула изобретения30 1.Велосипедная рама, содержащаяседельный стержень и головку, соединенные друг с другом верхним и нижним брусами, у которой, по меньшеймере, седельный стержень и верхний35и нижний брусья выполнены за одно целое иэ легкого металла или сплава,о т л и ч а ю щ а я.с я тем, что,с целью повышения надежности и дол 40 говечности, по меньшей мере, одинэлемент рамы выполнен в виде деталис открытым профилем, с возможностьюзакрепления в нем другой детали.2.Рама по п,1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что вторая деталь закрепленав открытом профиле первой деталипосредством клея,З.Рама по п.1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что вторая деталь закреп 50 лена в открытом профиле первой посредством магниевого литья,4.Рама по п,1, о т л и ч а ю -щ а я с я тем, что нижний брус выполнен С-образного поперечного сечения, а вторая деталь, соединяемая с ним, также выполнена С-образного поперечного сечения, прн этом полки С-образных сечений обеих деталей на 1540652правлены навстречу одна другой свозможностью охвата полками однойдеТали полок другой,55.Рама по п.2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что соединение двух деталей обеспечено взаимозацепляющимися элементами, расположенными по длине деталей под углом к их продоль ной оси.6.Рама по п.5, о т .л и ч а ю - щ а я с я тем, что взаимозацепляю-. щиеся элементы представляют собой штифты, установленные в соответствую щие отверстия в деталях посредством клея. 7,Рама по п.5, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что взаимозацепляющиеся элементы представляют собой литые выступы и углубления в соответствую. - щих деталях.8.Рама по и,1, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что верхний и нижний брусья соединены мостиком, размещенным между головкой и седельным стержнем.9.Рама по п,8, отличающ а я с я тем, что упомянутый мостик имеет двутавровый профиль.10,Рама по п,1, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что нижний брус соединен с седельным стержнем между местом крепления,к нему верхнего бруса и его нижним концом.Приоритет по пунктам:20, 03, 85 по пп. 1-4 и 8" 10;14 08 85 по пп 5-11540652 ВАМ Виа И Фиг, 10 17 Фиг. Л Редактор Ю.Середа Заказ 234 Тираз 433 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.уагород, ул, Гагарина,101 Ою12 17 1817 Составитель В,ИоноваТехред М.Дндык Корректор В,Кабаций