專利名稱：碳玻纖維自行車的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及自行車技術(shù)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(jīng)濟、方便、深受青睞。自行車車架是自行車的主要結(jié)構(gòu)件，前輪、后輪等行走機構(gòu)，輪盤、飛輪等傳動機構(gòu)，以及作為轉(zhuǎn)向機構(gòu)的車把都裝置在車架上。因此車架作為一個重要的承力結(jié)構(gòu)件，要求有足夠的強度、剛度和幾何尺寸精度。傳統(tǒng)的車架是由鋼管焊接而成的，出于性能的要求，其基本的結(jié)構(gòu)形式是兩個相連的三角架，其最大優(yōu)點是十分簡潔，力學性能好。在當前商品經(jīng)濟發(fā)達，產(chǎn)品日新月異的情況下，如何在該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上有所創(chuàng)新，改變其傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式，在造型設計上創(chuàng)造出更有新意的結(jié)構(gòu)，一直是自行車車架結(jié)構(gòu)的一個難題。自行車車輪最常采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(tǒng)結(jié)構(gòu)存在著結(jié)構(gòu)復條、剛度低易變形、重量大，不易搬運、風阻大、易銹蝕、清洗不便等缺陷。為改變這種狀況，已經(jīng)出現(xiàn)了新型的塑料車輪，以塑料制作輪圈及輪幅，中心鑲嵌輪轂。這種整體式車輪造形新穎、不易變形、易于清洗，所以較受用戶歡迎。但塑料易于老化，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，使用范圍受到制約。
本實用新型的目的就是提供一種碳玻纖維自行車。它采用全新的車架及車輪整體結(jié)構(gòu)設計，充分利用復合材料的優(yōu)越特性及先進的加工工藝，降低了生產(chǎn)成本，使實現(xiàn)該產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)成為可能。
該實用新型技術(shù)方案如下該自行車的車架為一整體結(jié)構(gòu)，按功能可分為四部分。1)扁方形前管1相當于傳統(tǒng)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。前管后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相當于傳統(tǒng)車架的上管及上管襯管；3)細長彎柱形下斜梁3；相當于傳統(tǒng)車架的下管及下管襯管；上橫梁2與下梁3的尾部均與后彎梁相接。4)T字形后彎梁4相當于傳統(tǒng)車架的立叉、立叉小管、平叉、平叉小管及后叉鉤。后彎梁尾部埋有后叉鉤8，用以裝配后輪17。后彎梁上方部位為鞍管座6，上橫梁尾部相接于此處。鞍管座頂部鑲嵌有鞍管7，用以裝配鞍座18。后彎梁下方部位為中接頭9，用于裝配中軸、鏈盤19，下斜梁3尾部相接于此處。在三個梁上均設有制動及調(diào)速用的穿線管10。
該自行車的車輪16、17也采用整體結(jié)構(gòu)設計，相當于由車圈、幅條、絲母、軸皮等數(shù)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相當于輪圈，其上設有裝配輪胎及內(nèi)胎的凹形槽。2)三條輪幅12相當于數(shù)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(jié)合的部位設有一三角錐形凹槽13，用于設置內(nèi)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(yōu)點，與傳統(tǒng)自行車相比，具有整體結(jié)構(gòu)的復合材料車架和車輪的自行車重量輕，較現(xiàn)有產(chǎn)品輕40％左右，造型新穎，結(jié)構(gòu)簡潔、不銹蝕，維修方便。由于其結(jié)構(gòu)設計上采用了非等截面、非等壁厚、非均材質(zhì)的技術(shù)，在受力較大的部位采用截面大、面層厚設置增強纖維，在車架的轉(zhuǎn)折部位及車輪輪緣和輪幅的結(jié)合部位均采用大圓角過渡，故增強了產(chǎn)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，為高科技的復合材料自行車創(chuàng)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、后彎梁4、金屬管5、鞍管座6、鞍管7、后叉鉤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、后輪17、鞍座18、鏈盤19、腳蹬20和車架21。
實施例本實施例采用的設備是LT500-972型模塑生產(chǎn)線，模具為帶電熱的復合材料成型模。
1．異型芯部材料發(fā)泡成型在發(fā)泡模中制作車架及車輪芯部。
2．增強材料預成型增強材料為多層復合針刺氈。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。車架與車輪均采用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-涂刷脫模劑-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(quán)利要求1．一種碳玻纖維自行車，由前把(15)、前輪(16)、后輪(17)、鞍座(18)、鏈盤(19)、腳蹬(20)、車架(21)等部件組成，其特征在于整體式車架(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)，其后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，其前后端分別與前管和后彎梁相連；c．下斜梁(3)，呈細長彎柱形，其前后端分別與前管和后彎梁相連；d．后彎梁(4)，呈T字形，其上方部位為鞍管座(6)，上橫梁(2)尾部連接于此處，鞍管座上設有鞍管(7)；后彎梁(4)尾部埋有后叉鉤(8)；后彎梁(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)和后彎梁(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(nèi)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(jié)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(tǒng)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(tǒng)車輪的車圈、幅條、絲母、軸皮等。這種整體式車架及車輪均采用非等截面、非等壁厚、非均材質(zhì)設計,造型新穎,結(jié)構(gòu)簡單,空氣動力性能好,運行阻力小。這種碳玻纖維自行車,利用復合材料的優(yōu)越特性及先進的加工工藝,使制造成本降低,使實現(xiàn)其工業(yè)化生產(chǎn)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(yōu)先權(quán)日1998年5月8日
發(fā)明者于耀慶, 于賓, 白四菊 申請人:于耀慶