自行車碳纖維輪圈的制法及其產(chǎn)品的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種涉及于交通車輛中的自行車技術(shù)領(lǐng)域，尤指以碳纖維的復(fù)合材料，制成自行車輪圈的方法及產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002]按由自行車受到輕量化的趨勢使然，高級自行車車體包含輪圈都已利用碳纖維復(fù)合材料來制作。運(yùn)用碳纖材料剛性高、重量輕的特點(diǎn)，制造自行車輪圈的方法也不斷演變。比如證書號第1327533號「以碳纖維編織材制作之自行車輪圈結(jié)構(gòu)及其方法」發(fā)明專利〈下稱:引證前案〉，其方法包括:(a)由數(shù)個碳纖維絲束經(jīng)編織(Braid)制成碳纖維編織材，且各該碳纖維絲束的二端形成管狀或帶狀碳纖維編織材的長軸端部；(b)將碳纖維編織材含浸于樹脂中，使其浸附有樹脂；(c)于一預(yù)設(shè)成所需輪圈形狀的成型模具中，置入至少一層浸附有樹脂的碳纖維編織材；(d)借助熱壓成型將該成型模具內(nèi)的碳纖維編織材固化形成自行車輪圈；據(jù)此，引證前案可達(dá)成簡化制作程序、降低制造成本，并制得一體成形結(jié)構(gòu)的輪圈。
[0003]該引證前案確實(shí)具備了快速制作的優(yōu)點(diǎn)，只是仍存在需要改變的問題:引證前案在成型模具內(nèi)，供浸附樹脂的碳纖維編織材來疊置、貼靠，由于成型模具仍需上、下模具的配合，所以碳纖維編織材僅疊置于下模，上模接合于下模時，碳纖維編織材未必能完全填滿上模相對位置及其角落，其不能保證該浸附樹脂的碳纖維編織材，可以與成型模具的模穴精準(zhǔn)疊層，所以該種方法在模具成型后取出碳纖維成型的輪圈，成型后的外觀形狀，精準(zhǔn)度不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明人鑒于前述的問題，進(jìn)而用心研究開發(fā)，因此本發(fā)明主要目的是提供一種自行車碳纖維輪圈的制法及其產(chǎn)品，其主要是以未固化的碳纖維預(yù)浸材，以角度對稱于輪圈軸心的型態(tài)來連續(xù)包覆，并且以不同的對稱角度來包覆多層以構(gòu)成預(yù)型碳纖外殼，該預(yù)型碳纖外殼包覆于內(nèi)骨架外側(cè)，再加壓加熱即可完成外觀形狀精準(zhǔn)的碳纖復(fù)合材輪圈。
[0005]為了可達(dá)到前述的目的，本發(fā)明所運(yùn)用的技術(shù)手段是提供一種自行車碳纖維輪圈的制法，其流程包括:
備預(yù)型模具:置備一預(yù)型模具以及一預(yù)型輔助模，該預(yù)型模具呈封閉環(huán)形，包含一位于環(huán)內(nèi)側(cè)的第一面，相對該第一面的另一側(cè)是呈平面的第二面，以及該預(yù)型輔助模呈扁環(huán)形體，其供疊靠于該第二面上，該預(yù)型輔助模沿全圓周，等分橫穿數(shù)個可拆卸的銷件，供數(shù)根碳纖預(yù)浸線材相對軸心法線的一設(shè)定角度，以斷面呈U形的軌跡，纏繞于該預(yù)型模具的該第一面和該預(yù)型輔助模兩側(cè)，該碳纖預(yù)浸線材每在設(shè)定角度即吊掛于此位置的該銷件，各該銷件均供各該碳纖預(yù)浸線材吊掛來定向纏繞；
脫離預(yù)型模具:抽離各該銷件于該預(yù)型輔助模、卸離該預(yù)型輔助模，以使該碳纖預(yù)浸線材，至少于該銷件至該第二面的總長區(qū)域定義為一折收緣，兩側(cè)的該折收緣往內(nèi)朝該第二面疊貼，再剝離于該預(yù)型模具，制成一預(yù)型碳纖外殼，該預(yù)型碳纖外殼內(nèi)部形成一凹槽狀的內(nèi)室;
結(jié)合內(nèi)骨架:設(shè)置一如輪圈形式的內(nèi)骨架，該預(yù)型碳纖外殼的該內(nèi)室及該折收緣貼靠于該內(nèi)骨架外側(cè)；
成型固化:該內(nèi)骨架結(jié)合該預(yù)型碳纖外殼經(jīng)由加壓加熱即固化成型為碳纖復(fù)合材的輪圈。
[0006]為了可達(dá)到前述的目的，本發(fā)明所運(yùn)用的技術(shù)手段是提供一種自行車碳纖維輪圈的產(chǎn)品，其包括:
一內(nèi)骨架，其為擬輪圈形狀的環(huán)形體；
一預(yù)型碳纖外殼，其至少包覆于該內(nèi)骨架外周側(cè)一部份，該預(yù)型碳纖外殼，由數(shù)碳纖預(yù)浸線材相對軸心法線的一設(shè)定角度來連續(xù)纏繞，數(shù)根該碳纖預(yù)浸線材包覆層數(shù)至少二層，各層纏繞角度呈交錯。
[0007]因此依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)手段，本發(fā)明可以獲得的功效簡要說明如下所列:
1.本發(fā)明是在一內(nèi)骨架包覆一未固化的預(yù)型碳纖外殼，而制造預(yù)型碳纖外殼是先備用一預(yù)型模具和一預(yù)型輔助模，而于預(yù)型模具和預(yù)型輔助模外側(cè)，以斷面呈U形的軌跡，以吊掛銷件之處為纏繞角度的變化點(diǎn)，連續(xù)纏繞碳纖預(yù)浸線材。值得一提地是，本發(fā)明在預(yù)型模具疊設(shè)一預(yù)型輔助模，該預(yù)型輔助?？梢勒罩谱鬏喨σ?guī)格形式不同，來更換不同厚度的多個預(yù)型輔助模，使預(yù)型輔助模的銷件與預(yù)型模具第一面高度差，來控制預(yù)型碳纖外殼兩側(cè)折收緣的長度，因應(yīng)包覆內(nèi)骨架的不同面積，所以本發(fā)明此項(xiàng)制法，將可突破性地提供一準(zhǔn)確、有效、快速簡便的方法，制造出包含無內(nèi)胎、有內(nèi)胎等不同規(guī)格形式的輪圈。
[0008]2.本發(fā)明是在一內(nèi)骨架包覆一未固化的預(yù)型碳纖外殼，而制造預(yù)型碳纖外殼是先備用一預(yù)型模具和一預(yù)型輔助模，而于預(yù)型模具和預(yù)型輔助模外側(cè)，以斷面呈U形的軌跡，以吊掛銷件之處為纏繞角度的變化點(diǎn)，連續(xù)纏繞碳纖預(yù)浸線材，由于各碳纖預(yù)浸線材在每一層纏繞角度，均是對稱于相對輪圈軸心，并且各層數(shù)片碳纖浸材單元的角度呈交錯，故碳纖復(fù)合材分布具有纖維連續(xù)的條件，配合碳纖維各層不同纖維方向的交錯配置，以及碳纖多層包覆方式，可以有效補(bǔ)足不同方向性的機(jī)械強(qiáng)度，讓輪圈在徑向的環(huán)形面以及截斷面都能有良好強(qiáng)度。
[0009]3.本發(fā)明在預(yù)型碳纖外殼包覆于內(nèi)骨架外側(cè)，可以讓碳纖維材料與金屬或碳纖復(fù)合材的內(nèi)骨架，彼此結(jié)合、互相補(bǔ)強(qiáng)，比如增加韌性強(qiáng)度或是提升輕量化。
[0010]4.本發(fā)明制法簡單、成本低，而且使輪圈外觀形狀更精準(zhǔn)，由于預(yù)型碳纖外殼是包覆在內(nèi)骨架外側(cè)，并非依附疊貼在模具，所以形狀的成型掌控性高，精準(zhǔn)性佳。
[0011]5.本發(fā)明在預(yù)型輔助模等距地插穿數(shù)銷件，提供碳纖預(yù)浸線材以銷件為支點(diǎn)來作定向性的纏繞，故而纏繞角度可以準(zhǔn)確又快速，極具效率。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明較佳實(shí)施例的流程方塊圖。
[0013]圖2是本發(fā)明較佳實(shí)施例的備預(yù)型模具流程的立體分解圖。
[0014]圖3是本發(fā)明較佳實(shí)施例的一條碳纖預(yù)浸線材完成纏繞預(yù)型模具的立體圖。
[0015]圖4是本發(fā)明較佳實(shí)施例的一條碳纖預(yù)浸線材完成纏繞預(yù)型模具的放大平面圖。
[0016]圖5是本發(fā)明較佳實(shí)施例的一條碳纖預(yù)浸線材完成纏繞預(yù)型模具的放大立體圖。
[0017]圖6是本發(fā)明較佳實(shí)施例的第二條碳纖預(yù)浸線材完成纏繞預(yù)型模具的立體圖。
[0018]圖7是本發(fā)明較佳實(shí)施例的第二條碳纖預(yù)浸線材完成纏繞預(yù)型模具的放大平面圖。
[0019]圖8是本發(fā)明較佳實(shí)施例的碳纖預(yù)浸線材完成纏繞預(yù)型模具的斷面圖。
[0020]圖9是本發(fā)明較佳實(shí)施例的預(yù)型碳纖外殼欲脫離預(yù)型模具的斷面動作圖(一)。
[0021]圖10是本發(fā)明較佳實(shí)施例的預(yù)型碳纖外殼欲脫離預(yù)型模具的斷面動作圖(二)。
[0022]圖11是本發(fā)明較佳實(shí)施例的預(yù)型碳纖外殼欲脫離預(yù)型模具的斷面動作圖(三)。
[0023]圖12是本發(fā)明較佳實(shí)施例的預(yù)型碳纖外殼完全脫離預(yù)型模具的斷面動作圖(四)。
[0024]圖13是本發(fā)明較佳實(shí)施例的預(yù)型碳纖外殼結(jié)合內(nèi)骨架成型為輪圈的斷面圖。
[0025]圖14是本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的預(yù)型碳纖外殼結(jié)合內(nèi)骨架成型為另一種輪圈的斷面圖。
[0026]圖15是本發(fā)明再一較佳實(shí)施例的預(yù)型碳纖外殼結(jié)合內(nèi)骨架成型為再一種輪圈的斷面圖。
[0027]【主要元件符號說明】
(10)預(yù)型模具(11)第一面
(12)第二面(13)外側(cè)
(20)預(yù)型輔助模(21)第一側(cè)
(211)第二側(cè)(22)第三側(cè)
(221)第四側(cè)(23)插孔
(25)(251) (252)銷件
(30)(301)碳纖預(yù)浸線材
(40)(401)預(yù)型碳纖外殼
(400)內(nèi)室(41) (42) (43)折收緣
(50)(60)內(nèi)骨架(51) (61)圈體
(52)內(nèi)鉤緣(62)凸起。
【具體實(shí)施方式】
[0028]本發(fā)明是一種自行車碳纖維輪圈的制法及其產(chǎn)品，如圖1、圖2所示，本發(fā)明制法流程如下所述:
a、備預(yù)型模具:如圖1、圖2所示，設(shè)置一預(yù)型模具10以及一預(yù)型輔助模20，其中該預(yù)型模具10是實(shí)心、擬輪圈型態(tài)，如果是準(zhǔn)備制作管胎型態(tài)的輪圈，則預(yù)型模具10就制作如管胎型態(tài)的中空輪圈狀，預(yù)型模具10包含一位于環(huán)內(nèi)側(cè)并且呈弧形的第一面11，相對第一面11的另一側(cè)是呈平面的第二面12，連伸第一、二面11、12是外側(cè)13，而該預(yù)型輔助模20是扁環(huán)形體，預(yù)型輔助模20厚度可以依照所要制作輪圈規(guī)格來變換，預(yù)型輔助模20包含兩相互對稱的第一、二側(cè)21、211，第一、二側(cè)21、211徑向?qū)挾扰c預(yù)型模具10的第二面12徑向?qū)挾认鄬?yīng)，第一、二側(cè)21、211的外側(cè)，意指預(yù)型輔助模20形成厚度的兩側(cè)是第三側(cè)22、第四側(cè)221，第三、四側(cè)22、221沿著預(yù)型輔助模20的全圓周，等分橫向地穿設(shè)數(shù)插孔23，各插孔23可拆卸地穿裝一銷件25。
[0029]b、包覆預(yù)型碳纖外殼:備用預(yù)浸環(huán)氧樹脂的碳纖維材