專利名稱：復(fù)合材料制成的鞍座,特別是用在自行車上的鞍座,以及制造該鞍座的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料制成的鞍座，特別是用在自行車上的鞍座，以及制造該鞍座的方法。
鞍座的襯墊通常襯有纖維、皮革或是其他材料，這些材料基本上是起到確保騎車者很舒適地騎坐。
眾所周知，在自行車行業(yè)，一段時(shí)間來(lái)已經(jīng)特別緊迫需要提供一種鞍座，其不僅舒適，又能確保騎坐舒適，而且輕便，以致不會(huì)對(duì)騎車者的行動(dòng)過(guò)分不利。
為了提供特別輕的鞍座，目前已經(jīng)制成了沒(méi)有襯墊的鞍座，所述鞍座基本上是由單獨(dú)的支撐結(jié)構(gòu)組成，該結(jié)構(gòu)整體上是由特別堅(jiān)固和輕質(zhì)的材料制成，比如含有鍵接在樹(shù)脂基體上的碳纖維的復(fù)合材料。
這些鞍座，盡管是相當(dāng)輕的，并且有很好的機(jī)械強(qiáng)度，但是在實(shí)踐中已經(jīng)證明，由于該座位的有限彈性，鞍座是相當(dāng)不舒適的。
為了提高騎車人的舒適度，新近用薄襯墊安裝在碳纖維座的頂面，盡管如此，還是不能完全解決過(guò)度缺乏舒適的問(wèn)題。
可選擇地，已經(jīng)公知的鞍座需使用一種襯墊，所述襯墊由多層具有可變彈性的材料(也包括凝膠)構(gòu)成，所述可變彈性材料適宜于設(shè)置在該支撐結(jié)構(gòu)上方的座位表面的各種區(qū)域，該支撐結(jié)構(gòu)是由具有基本上恒定的橫截面的剛性或半剛性塑性材料(如聚乙烯)制成的。用這種方法，分布在整個(gè)鞍座的座位表面上的壓力得以顯著改善，因此就有益于騎車人的舒適度，但是就更損害了鞍座的整個(gè)輕便度。
因此，目前提供一種既舒適又相當(dāng)輕便的鞍座的問(wèn)題還沒(méi)有完全解決。
具體來(lái)說(shuō)，迄今為止，優(yōu)化車座舒適度的功能完全歸結(jié)于襯墊，而減輕鞍座的整體重量的功能都?xì)w結(jié)于支撐架。
本發(fā)明的另一目的特別是，提供一種鞍座，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且操作相當(dāng)可靠。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是，提供一種簡(jiǎn)單且造價(jià)低的方法來(lái)生產(chǎn)舒適和輕便的鞍座。
這些目的，與其它目的一起，是通過(guò)這樣的鞍座——特別是自行車的鞍座來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所述鞍座是由復(fù)合材料制成的，且其包括一支持結(jié)構(gòu)，所述支持結(jié)構(gòu)上設(shè)有一襯墊，所述襯墊上具有與上面聯(lián)系的座位表面。按照本發(fā)明，所述鞍座的特征在于，所述支持結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)復(fù)合材料的第一層，和至少一個(gè)復(fù)合材料的第二層，所述第二層具有不同于所述第一層的形狀，并且沿所述層的疊置表面固定在所述第一層上，從而在所述支持結(jié)構(gòu)上形成不同剛度的部分。
按照本發(fā)明上述設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)，在單一的鞍座里就能具有舒適和輕便的特點(diǎn)。
為了描述簡(jiǎn)潔，下面參照自行車用的鞍座，但是，應(yīng)理解為，該鞍座也可以安裝在腳踏車、摩托車或是任一種車輛上。
鞍座1基本上是由一剛性或半剛性的框架2和一彈性柔韌的襯墊3組成，所述框架2形成鞍座的支持結(jié)構(gòu)，并且是指在本領(lǐng)域中技術(shù)行話中被稱為“殼體”的部件，所述彈性柔韌襯墊3安裝在所述殼體2的頂端，并且優(yōu)選是由具有發(fā)泡彈性材料組成的。
襯墊3優(yōu)選是用具有發(fā)泡彈性材料(如聚氨酯)制成的，所述襯墊注入或不注入凝膠式材料并且被覆蓋有纖維、皮革或其他材料的襯里，以便能夠減小騎車人出汗的量。
特別參照附圖
2，殼體2有一底表面4，其被連接到固定裝置上以能夠確保鞍座1與自行車(因?yàn)槭潜旧砉念愋投词境?的支持框架相連接；和一上表面6，在其上固定著襯墊3，所述襯墊能在頂部為騎車者形成所述的座位表面7。
該固定裝置，在參照的附圖中未示出，通常是由自身折疊的成形桿(叉形體)制成的，或是由一對(duì)通過(guò)夾子固定到鞍座的安裝管上的成形桿制成的。
有利地，這些定形桿是由碳纖維制成，并且具有可變的橫截面，特別是為了允許其適應(yīng)于各種張力，在鞍座安裝管的區(qū)域上具有寬的橫截面。
按照本發(fā)明，支持結(jié)構(gòu)2是通過(guò)一個(gè)或多個(gè)由高剛度復(fù)合材料組成的第一層8和一個(gè)由低剛度復(fù)合材料組成的第二層9構(gòu)成的，該第二層9沿一疊置表面10固定到所述第一層8上。所述第一和第二層8和9覆蓋不同的區(qū)域，并且因此形成不同剛度的部分。
更具體而言，按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，該支持結(jié)構(gòu)2是由多個(gè)第一層8構(gòu)成的，每個(gè)第一層配置有基本上位于該鞍座1的中心區(qū)域的開(kāi)口11。這個(gè)開(kāi)口11是僅僅被所述具有相對(duì)高彈性低剛度的第二層覆蓋的。因此，彈性柔韌區(qū)域是由這個(gè)開(kāi)口11區(qū)域界定的。
顯然，不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍，還是可以用第一層8代替具有較小剛度的第二層9來(lái)覆蓋該開(kāi)口11，因?yàn)榕c這個(gè)區(qū)域相關(guān)的彈性效果無(wú)論如何可以通過(guò)少數(shù)量的復(fù)合材料層而獲得，即，降低該支持結(jié)構(gòu)2在這個(gè)開(kāi)口11的區(qū)域的厚度。
優(yōu)點(diǎn)是，這個(gè)彈性柔韌區(qū)域位于該鞍座1的座位7的前列腺位(prostatic)區(qū)域和/或鞍座1的座位7的坐骨位(ischiatic)區(qū)域。
為這個(gè)目的，這個(gè)彈性柔韌區(qū)域，例如可以是具有包含位于該鞍座1的座位7的坐骨位區(qū)域的兩個(gè)后圓形突起部11′，和一延伸在該鞍座1的座位7的前列腺位區(qū)域的中心圓形突起部11″的形式。
如附圖3和4所示的結(jié)構(gòu)，第一層8具有基本上類似的形式和尺寸，它們一層接一層地變小，以便形成具有可變厚度的支持結(jié)構(gòu)2，這種層支持結(jié)構(gòu)沿其外周邊是變薄的。
按照?qǐng)D3和4所示的實(shí)施例，第二層9是固定在兩個(gè)第一層8之間的。
第一層8的結(jié)構(gòu)優(yōu)選是由鍵接到一環(huán)氧基的碳纖維構(gòu)成的(該復(fù)合材料纖維通常稱作“高模量纖維”)，同時(shí)第二層9是由鍵接到聚氨酯基底的聚酯纖維和芳族聚酰胺纖維(kevlar)(和通常稱作“高延展纖維”的更普通的復(fù)合材料纖維)構(gòu)成。用這種辦法，該第一層具有相對(duì)高的剛度，而該第二層具有相對(duì)高的彈性。
而且，優(yōu)點(diǎn)是，制成各種第一層8的纖維可按各種方向取向，以便獲得最大的機(jī)械性能。
具體來(lái)說(shuō)，例如，可以考慮，輪流以縱向、橫向和相對(duì)于鞍座的縱向軸成45度的方向取向的纖維疊置第一層8。
第二層9優(yōu)選具有縱向的芳族聚酰胺纖維和橫向設(shè)置的聚酯纖維。
本發(fā)明也涉及制造由復(fù)合材料制成的鞍座1的方法，特別是用于自行車的鞍座的制造方法，該類型的方法通常包括一涉及在一模具中將聚氨酯履層3模制在所述支持結(jié)構(gòu)2上的步驟。
更具體而言，在該步驟中使用一種模具，其包括一陽(yáng)模部件，所述支持結(jié)構(gòu)置于其中；和一陰模部件，其適合于被一襯里覆蓋。
然后，上述模制步驟就要將聚氨酯插入所述模具中并關(guān)閉所述模具。
按照該方法所述，要插入到所形成的模具中的支持結(jié)構(gòu)2的制造包括一步驟在第一層8上中空沖孔，該第一層8由具有高剛度復(fù)合材料組成的纖維制成，同時(shí)或是順次在每個(gè)層8上形成開(kāi)口11。
不同的第一層8優(yōu)選具有稍許不同并漸次減小的尺寸，同時(shí)保持相同的中心開(kāi)口11。為了這個(gè)目的，例如可以考慮帶有形成不同部分的切削刀片的中空沖床。
類似地，也可考慮對(duì)由比第一層剛度低的復(fù)合材料構(gòu)成的纖維制成的第二層進(jìn)行中空沖孔，但是，沒(méi)有在其中形成開(kāi)口。
在這點(diǎn)上，會(huì)有如下的疊置步驟，將具有不同尺寸的第一層8在彼此的上部按這樣的方式疊置，以確保中心開(kāi)口11被很好形成，從而沿邊緣產(chǎn)生變薄的效果。
最后，還包括隨后的一步驟在特殊模內(nèi)通過(guò)熱固性樹(shù)脂模制和固定不同層8和9的步驟。
有利的是，對(duì)第一層8用能在70和100攝氏度之間能迅速交聯(lián)的環(huán)氧樹(shù)脂預(yù)浸漬。有利地，對(duì)第二層9用樹(shù)脂(如聚氨酯)類預(yù)浸漬，并且因此一旦層8和9被放入模具中，所述模具就會(huì)以適宜的壓力關(guān)閉，通過(guò)與之相關(guān)聯(lián)的加熱和冷卻裝置，完成所述支持結(jié)構(gòu)的全部模制過(guò)程。
有利的是，在這個(gè)模制成形的步驟期間，用來(lái)隨后安裝固定裝置以及特別是成形桿所需的槽和凸起也會(huì)在該支持結(jié)構(gòu)2的底部表面4上形成。
按照?qǐng)D3和4所示的實(shí)施例的例子，在疊置步驟期間，首先，第一層8被設(shè)置到模制件中，然后，第二層9被疊置到該層上，并且其余的第一層8被疊置到所述第二層的上面。
在模具內(nèi)層的相互固定可以通過(guò)所述層預(yù)浸漬的熱固性樹(shù)脂的作用來(lái)達(dá)到，或是通過(guò)向模具內(nèi)注射樹(shù)脂來(lái)達(dá)到。
有利的是，支持結(jié)構(gòu)2一旦從模中拔出來(lái)，就可以進(jìn)行目的在于去除比如存在的任何毛刺的最終步驟。
本發(fā)明因此完成了預(yù)定的目的。
顯然，可以認(rèn)定，在其可行的實(shí)施例中，不同于上述所示的形式和結(jié)構(gòu)因此不會(huì)超出本發(fā)明的保護(hù)范圍。
而且，所有細(xì)節(jié)可以用技術(shù)上等同的元件來(lái)替換，而用到的尺寸、形狀及材料可具有按需求的任何性狀。
權(quán)利要求
1.由復(fù)合材料制成的鞍座，其特別用于自行車，所述類型的鞍座包括一支持結(jié)構(gòu)(2)，所述支持結(jié)構(gòu)配有一襯墊(3)，所述襯墊具有一關(guān)聯(lián)其上的座位表面(7)，所述鞍座的特征在于，所述支持結(jié)構(gòu)(2)包括至少一層由復(fù)合材料構(gòu)成的第一層(8)和至少一層由不同于構(gòu)成所述第一層(8)的復(fù)合材料構(gòu)成的第二層(9)，并且所述第二層沿著所述層的疊置表面(10)固定到所述第一層上，以便在所述支持結(jié)構(gòu)(2)上形成具有不同剛度的部分。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料制成的鞍座，其特征在于，所述鞍座包括多個(gè)第一層(8)，它們相互疊置并彼此固定，并且每個(gè)第一層能形成至少一個(gè)開(kāi)口(11)，在所述開(kāi)口的內(nèi)側(cè)置有所述的第二層(9)，以便提供一彈性柔韌區(qū)域。
3.如前述任一權(quán)利要求所述的復(fù)合材料制成的鞍座，其特征在于，所述第一層(8)是由高剛度的復(fù)合材料制成的；并且，所述第二層(9)是由比所述第一層(8)的復(fù)合材料剛度低的復(fù)合材料制成的。
4.如權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料制成的鞍座，其特征在于，所述開(kāi)口(11)具有一種包括兩個(gè)后部圓形突起部(11′)的形狀，所述后部圓形突起部位于所述鞍座(1)的座位(7)的坐骨位區(qū)域。
5.如權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料制成的鞍座，其特征在于，所述開(kāi)口(11)具有一中央圓形突起部(11″)的形狀，所述中央圓形突起部設(shè)置在所述鞍座(1)的座位(7)的前列腺位區(qū)域。
6.如權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料制成的鞍座，其特征在于，所述第一疊置層(8)具有基本上類似的形狀和朝所述襯墊(3)方向變小的尺寸。
7.如權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料制成的鞍座，其特征在于，所述第二層(9)是固定在兩個(gè)所述第一層(8)之間的。
8.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料制成的鞍座，其特征在于，所述第一層(8)是由鍵接到環(huán)氧基的碳纖維制成的。
9.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料制成的鞍座，其特征在于，所述第二層(9)是由鍵接到聚氨酯基體的芳族聚酰胺纖維構(gòu)成的。
10.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料制成的鞍座，其特征在于，所述的第二層(9)是由鍵接到聚氨酯基體的芳族聚酰胺和聚酯纖維構(gòu)成的。
11.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料制成的鞍座，其特征在于，所述襯墊(3)包括一由發(fā)泡彈性材料制成的覆層。
12.如權(quán)利要求11所述的復(fù)合材料制成的鞍座，其特征在于，凝膠形式的材料部分設(shè)置在所述發(fā)泡彈性材料覆層的內(nèi)側(cè)。
13.如權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料制成的鞍座，其特征在于，至少一個(gè)所述第一層(8)是由按不同于所述鞍座的縱向軸的方向取向的纖維組成。
14.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料制成的鞍座，其特征在于，所述支持結(jié)構(gòu)(2)通過(guò)由至少一個(gè)由碳纖維制成的成形桿狀元件連接到一鞍座安裝管上。
15.由復(fù)合材料制成的鞍座，其特別用于自行車，所述類型的鞍座包括一支持結(jié)構(gòu)(2)，所述支持結(jié)構(gòu)配有一襯墊(3)，所述襯墊具有一關(guān)聯(lián)其上的座位表面(7)，所述鞍座的特征在于，所述支持結(jié)構(gòu)(2)沿疊置表面(10)通過(guò)將多個(gè)不同形式的復(fù)合材料制成的疊置層(8)固定在一起來(lái)得到，所述層(8)形成至少一個(gè)彈性柔韌區(qū)域，所述彈性柔韌區(qū)域由數(shù)量較少的所述疊置層(8)形成。
16.由復(fù)合材料制成的鞍座的制造方法，所述鞍座特別用于自行車上，所述方法包括一步驟在一模具中，將一由發(fā)泡彈性材料制成的覆層(3)模制在一支持結(jié)構(gòu)(2)的頂部，其特征在于，所述方法包括下述操作步驟-首先，對(duì)一個(gè)或多個(gè)由高剛度復(fù)合材料構(gòu)成的纖維制成的第一層(8)進(jìn)行中空沖孔，基本形成所述支持結(jié)構(gòu)(2)的外形；-在所述第一層(8)的內(nèi)部形成至少一個(gè)開(kāi)口(11)；-其次，對(duì)至少一層第二層(9)進(jìn)行中空沖孔，所述第二層由比所述第一層(8)的剛度小的復(fù)合材料構(gòu)成的纖維制成；-在一模具內(nèi)疊置所述第一層(8)和第二層(9)；-在所述模具內(nèi)通過(guò)熱固性樹(shù)脂模制和固定所述第一和第二層(8、9)。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述疊置步驟包括在所述模具內(nèi)設(shè)置第一層(8)；在所述第一層(8)的上部疊置所述第二層(9)；以及在所述第二層(9)上部疊置其余的第一層(8)。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，在所述模具內(nèi)模制和固定所述第一和第二層(8、9)的步驟，是用所述單獨(dú)的層預(yù)浸漬過(guò)的熱固性樹(shù)脂來(lái)完成的。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，在所述模具內(nèi)模制和固定所述第一和第二層(8、9)的步驟，是通過(guò)在模具中注射樹(shù)脂來(lái)完成的。
全文摘要
由復(fù)合材料制成的鞍座，其特別用于自行車，所述類型鞍座的包括一支持結(jié)構(gòu)(2)，所述支持結(jié)構(gòu)配有一襯墊(3)，所述襯墊具有一關(guān)聯(lián)其上的座位表面(7)。所述支持結(jié)構(gòu)(2)包括多層具有高剛度的由復(fù)合材料構(gòu)成的第一層(8)，在第一層的中央處形成有一開(kāi)口(11)；和由比所述第一層(8)的復(fù)合材料剛度低的復(fù)合材料制成的第二層(9)，所述第二層沿著所述層的疊置表面(10)固定到所述第一層上，以便提供一彈性柔韌區(qū)域，該彈性區(qū)域優(yōu)選是位于所述鞍座(1)的座位(7)的前列腺位和坐骨位區(qū)域。
文檔編號(hào)B62J1/00GK1440344SQ01812500
公開(kāi)日2003年9月3日 申請(qǐng)日期2001年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月4日
發(fā)明者里卡爾多·比格林 申請(qǐng)人:塞萊皇家股份公司