碳玻纖維自行車的製作方法

2023-06-02 17:26:41 1

專利名稱：碳玻纖維自行車的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及自行車技術領域。
眾所周知，自行車是一種人們普遍使用的出行工具。它經濟、方便、深受青睞。自行車車架是自行車的主要結構件，前輪、後輪等行走機構，輪盤、飛輪等傳動機構，以及作為轉向機構的車把都裝置在車架上。因此車架作為一個重要的承力結構件，要求有足夠的強度、剛度和幾何尺寸精度。傳統的車架是由鋼管焊接而成的，出於性能的要求，其基本的結構形式是兩個相連的三角架，其最大優點是十分簡潔，力學性能好。在當前商品經濟發達，產品日新月異的情況下，如何在該產品結構上有所創新，改變其傳統結構模式，在造型設計上創造出更有新意的結構，一直是自行車車架結構的一個難題。自行車車輪最常採用的是組合式金屬輪子，它是由輪圈、幅條、絲母、輪轂所組成。這種傳統結構存在著結構復條、剛度低易變形、重量大，不易搬運、風阻大、易鏽蝕、清洗不便等缺陷。為改變這種狀況，已經出現了新型的塑料車輪，以塑料製作輪圈及輪幅，中心鑲嵌輪轂。這種整體式車輪造形新穎、不易變形、易於清洗，所以較受用戶歡迎。但塑料易於老化，強度不足，風阻仍較大，特別是在冬季，塑料在低溫下脆性大，易斷裂，使用範圍受到制約。
本實用新型的目的就是提供一種碳玻纖維自行車。它採用全新的車架及車輪整體結構設計，充分利用複合材料的優越特性及先進的加工工藝，降低了生產成本，使實現該產品的工業化生產成為可能。
該實用新型技術方案如下該自行車的車架為一整體結構，按功能可分為四部分。1)扁方形前管1相當於傳統車架的前管、上接頭、下接頭，前管前端鑲嵌有金屬管5，用以裝配前叉及前把15。前管後部分出上下兩根細長的上橫梁2和下斜梁3；2)細長彎柱形上橫梁2相當於傳統車架的上管及上管襯管；3)細長彎柱形下斜梁3；相當於傳統車架的下管及下管襯管；上橫梁2與下梁3的尾部均與後彎梁相接。4)T字形後彎梁4相當於傳統車架的立叉、立叉小管、平叉、平叉小管及後叉鉤。後彎梁尾部埋有後叉鉤8，用以裝配後輪17。後彎梁上方部位為鞍管座6，上橫梁尾部相接於此處。鞍管座頂部鑲嵌有鞍管7，用以裝配鞍座18。後彎梁下方部位為中接頭9，用於裝配中軸、鏈盤19，下斜梁3尾部相接於此處。在三個梁上均設有制動及調速用的穿線管10。
該自行車的車輪16、17也採用整體結構設計，相當於由車圈、幅條、絲母、軸皮等數十件金屬件組合而成的車輪。按功能可分為兩部分。1)輪緣11相當於輪圈，其上設有裝配輪胎及內胎的凹形槽。2)三條輪幅12相當於數十根幅條及絲母，輪幅截面呈橄欖形，在其中一輪幅與輪緣相結合的部位設有一三角錐形凹槽13，用於設置內膽的充氣咀。輪幅中心處設有輪芯金屬予埋件。
該實用新型具有如下優點，與傳統自行車相比，具有整體結構的複合材料車架和車輪的自行車重量輕，較現有產品輕40％左右，造型新穎，結構簡潔、不鏽蝕，維修方便。由於其結構設計上採用了非等截面、非等壁厚、非均材質的技術，在受力較大的部位採用截面大、面層厚設置增強纖維，在車架的轉折部位及車輪輪緣和輪幅的結合部位均採用大圓角過渡，故增強了產品的強度。另外，該自行車造價低，約為碳纖維自行車的2-5％，因此，為高科技的複合材料自行車創造了普及推廣的必要條件。
附


圖1為該實用新型自行車示意圖。
附圖2為該實用新型車架示意圖。
附圖3為該實用新型車輪示意圖。
附圖4為輪幅截面示意圖。
圖中所示前管1、上橫梁2、下斜梁3、後彎梁4、金屬管5、鞍管座6、鞍管7、後叉鉤8、中接頭9、穿線管10、輪緣11、輪幅12、三角錐形凹槽13、輪轂14、前把15、前輪16、後輪17、鞍座18、鏈盤19、腳蹬20和車架21。
實施例本實施例採用的設備是LT500-972型模塑生產線，模具為帶電熱的複合材料成型模。
1．異型芯部材料發泡成型在發泡模中製作車架及車輪芯部。
2．增強材料預成型增強材料為多層複合針刺氈。在車架前部沿梁的縱向及橫向設置0°及90°的主向纖維，在+45°及-45°設置輔向纖維。在斜梁上按斜梁中心線設置。在輪緣部分沿周向及法向設置0°及90°的主向纖維，在+45°及-45°設置輔向纖維。在輪幅上按輪幅中心線設置。車架與車輪均採用120K碳纖維增強，局部設置，取向+45°及-45°，用量5％。
3．模塑成型，工藝如下模具清理-塗刷脫模劑-設置預成型件-合模-予熱-鎖緊-樹脂注入-固化-脫模-脫件-模具清理。
權利要求1．一種碳玻纖維自行車，由前把(15)、前輪(16)、後輪(17)、鞍座(18)、鏈盤(19)、腳蹬(20)、車架(21)等部件組成，其特徵在於整體式車架(21)由四個部位組成a．扁方形的前管(1)，在其前端鑲嵌有金屬管(5)，其後部分出上下兩根細長的上橫梁(2)和下斜梁(3)；b．上橫梁(2)，呈細長彎柱形，其前後端分別與前管和後彎梁相連；c．下斜梁(3)，呈細長彎柱形，其前後端分別與前管和後彎梁相連；d．後彎梁(4)，呈T字形，其上方部位為鞍管座(6)，上橫梁(2)尾部連接於此處，鞍管座上設有鞍管(7)；後彎梁(4)尾部埋有後叉鉤(8)；後彎梁(4)下方部位為中接頭(9)，與下斜梁(3)尾部相接；在上橫梁(2)、下斜梁(3)和後彎梁(4)上均設有穿線管(10)；整體式車輪(16)、(17)，由兩個部位組成a．輪緣(11)，設有裝配輪胎及內胎的凹形槽；b．輪幅(12)，其截面呈橄欖形，在其中一輪幅與輪緣相結合的部位設有一裝配充氣咀的凹槽(13)，輪幅中心處設有輪芯金屬予埋件。
專利摘要本實用新型涉及一種碳玻纖維自行車,其整體式車架可用以替代傳統車架的前管、上管、下管、立叉等部件,其整體式車輪可以替代傳統車輪的車圈、幅條、絲母、軸皮等。這種整體式車架及車輪均採用非等截面、非等壁厚、非均材質設計,造型新穎,結構簡單,空氣動力性能好,運行阻力小。這種碳玻纖維自行車,利用複合材料的優越特性及先進的加工工藝,使製造成本降低,使實現其工業化生產成為可能。
文檔編號B62K3/02GK2324045SQ98204458
公開日1999年6月16日 申請日期1998年5月8日 優先權日1998年5月8日
發明者於耀慶, 於賓, 白四菊 申請人:於耀慶