一体成型碳纤维辐条制造技术

本实用新型专利技术公开一种一体成型碳纤维辐条，包括一由碳纤维制成的辐条本体内芯、一能配合连接车圈的牙帽和一能配合连接花鼓的帽头以及碳纤维预浸料层，所述的牙帽和帽头设有贯穿的安装孔，该牙帽的安装孔和帽头的安装孔分别固定套接在辐条本体内芯的两端，辐条本体内芯及部分金属牙帽和帽头外设有碳纤维预浸料层并放入模具加温固化成型。本实用新型专利技术使碳纤维材料和两端金属件间形成三明治结构，增大辐条本体与两端金属件牙帽和帽头的结合界面，大幅提高产品结构强度，确保辐条本体和金属件间不会滑脱。会滑脱。会滑脱。

【技术实现步骤摘要】
一体成型碳纤维辐条


[0001]本技术公开一种一体成型碳纤维辐条，按国际专利分类表(IPC)划分属于车轮辐条制造


技术介绍

[0002]在自行车比赛中，自行车装备是影响运动员成绩的一个很重要因素。自行车部件的重量、刚性、强度、几何形状是影响速度的最重要的几个因素。重量越轻，速度越快；刚性越好，能量转化越有效。
[0003]在自行车系统中，辐条是连接轮圈与花鼓的桥梁。在使用过程中，辐条一端带帽头连接在花鼓上，一端带螺牙与辐条帽锁固，连接在轮圈上。自行车在行驶过程中，所有承载的压力，都是靠辐条组配在花鼓和轮圈上产生的拉力来提供的，所以辐条性能的好坏，直接影响到整个自行车的性能。现有的辐条一般使用不锈钢、钛、铝等材质制作，重量相当重，不利于产品重量日益轻量化需求。
[0004]对于重量而言，相比于不锈钢、铝合金等材料，碳纤维复合材料(CFRP)具有无可比拟的优越性。碳纤维复合材料作为辐条的材质目前在市面上崭露头角，但是不同的工厂生产、制作工艺都不尽相同。
[0005]目前主流的碳纤维辐条制作方式是用模具或者其它方式成型出辐条主体，再在辐条两端粘接金属件，使其具备辐条的功能。但是这样制作的辐条强度，受制于粘接工艺稳定性的影响，如果设计上粘接面积较小，粘接的强度很不稳定，如果粘接面积大，所用金属件的尺寸和重量增大：如果整个制作出来的辐条太重，又失去其最终的设计意义，不被市场所认可；金属件的尺寸过大，则配合的轮圈孔径增大，则配合的花鼓和轮圈的孔径增大，同等条件下，强度减弱。

技术实现思路
r/>[0006]针对现有技术的不足，本技术提供一种一体成型碳纤维辐条。
[0007]为达到上述目的，本技术是通过以下技术方案实现的：
[0008]一种一体成型碳纤维辐条，包括一由碳纤维制成的辐条内芯、一能配合连接轮圈的牙帽和一能配合连接花鼓的帽头以及碳纤维预浸料层，所述的牙帽和帽头设有贯穿的安装孔，该牙帽的安装孔和帽头的安装孔分别固定套接在辐条内芯的两端，辐条内芯及部分金属牙帽和帽头外设有碳纤维预浸料层。
[0009]进一步，碳纤维预浸料层是碳纤维预浸料缠绕或包覆辐条内芯和金属牙帽和帽头并在模具内加温成型。
[0010]进一步，辐条内芯为圆柱状，辐条内芯两端的接头部同牙帽和帽头安装孔紧配连接。
[0011]进一步，辐条内芯的接头部与牙帽或帽头通过胶粘连接。
[0012]进一步，牙帽和帽头被碳纤维预浸料包覆部分的外周设有防脱凸台以提高碳纤维
预浸料包覆的结合力。
[0013]进一步，牙帽端设有螺纹，该牙帽设有配合组配的螺帽以与轮圈连接固定。
[0014]进一步，牙帽周侧设有直线卡槽。
[0015]本技术一种一体化碳纤维辐条，用碳纤维预浸料包覆辐条内芯和两端牙帽和帽头的部分，并置于成型模具中加温固化定型，增大辐条本体与两端金属件牙帽和帽头的结合界面，大幅提高产品结构强度，确保辐条本体和金属件间不会滑脱。
附图说明
[0016]图1是本技术实施例示意图。
[0017]图2是本技术实施例剖视图。
[0018]图3是本技术实施例使用状态图。
具体实施方式
[0019]下面结合附图对本技术作进一步说明：
[0020]实施例：请参阅图1、图2，一种一体成型碳纤维辐条，包括一由碳纤维制成的辐条内芯1、一能配合连接车圈的牙帽2和一能配合连接花鼓的帽头3以及碳纤维预浸料层4，所述的牙帽2和帽头3设有贯穿的安装孔，该牙帽2的安装孔和帽头3的安装孔分别固定套接在辐条内芯1的两端，辐条内芯1及部分金属牙帽和部分帽头外设有碳纤维预浸料层4，上述的部分金属牙帽是指金属牙帽与碳纤维预浸料层结合的连接区，部分帽头是指帽头与碳纤维预浸料层结合的连接区。碳纤维预浸料层4是碳纤维预浸料缠绕或包覆辐条内芯和金属牙帽和帽头并在模具内加温成型。
[0021]本技术一实施中，辐条内芯1为圆柱状，辐条内芯1两端的接头部同牙帽2和帽头3安装孔紧配连接。
[0022]为了进一步提高连接的牢固性，辐条内芯1的接头部与牙帽或帽头通过胶粘连接。牙帽2和帽头3被碳纤维预浸料包覆部分的外周设有防脱凸台20、30以提高碳纤维预浸料包覆的结合力，防脱凸台可以环状凸起或齿状结构或其他凹凸设计。
[0023]本技术一实施例，辐条的牙帽端设有螺纹，牙帽周侧设有直线卡槽21，使用时，牙帽2设有配合组配的螺帽5以与轮圈连接固定。
[0024]本专利技术使用时，如图3，辐条101外端与轮圈102连接，辐条内端与花鼓103连接，辐条101偏离该辐条外端连接点与花鼓中心的径向连接线M。
[0025]本技术一种新型的一体成型碳辐条结构，具体如下：
[0026]1.辐条的两头制作中间镂空的金属件牙帽2和帽头3，金属件的材质为不锈钢、铝合金、钛合金等一些高强度的金属材质，中间镂空的孔径为小于1.8mm，金属件带有环形凸台,金属件牙帽有一直线卡槽，可在后面拧紧螺帽的时候作为固定的作用，防止扭转；
[0027]2.制备碳纤维芯或碳棒(即辐条内芯1)，碳纤维芯是零度连续不间断纤维的整根结构，具有较大的断裂拉伸力；直径应小于1.8mm；该碳纤维芯可以用模具成型，也可用拉挤方式或其它方式成型；
[0028]3.使用前，金属件及碳棒需做粗化处理，将碳纤维芯从金属件帽头和金属件牙帽的孔中间穿过，碳纤维芯表面涂覆高强度的耐高温接合胶，连接后备用；
[0029]4.用0度和带角度碳纤维预浸料缠绕/包覆碳纤维芯和金属件，从金属件带斜度的地方渐层缠绕，直到设计需要的厚度，缠绕好待成型的产品；
[0030]5.将缠绕好的产品放到成型模具内加温成型(155摄氏度60mins)，如图2所示，所需要的辐条造型依实际设计需求，可以是圆形/扁平形/椭圆形/类似菱形等截面形状；
[0031]6.成型后开模取出产品并整修处理，需在金属件牙帽的一端加工螺牙，完成后即为最终可用的产品，并配合组配的螺帽。
[0032]下表是本技术实施例与目前市场上的轻量化金属辐条对比：
[0033][0034]上述数据是由万能材料试验机测试得到。
[0035]本技术一体成型碳纤维辐条具有如下特点：
[0036]1、一体成型的碳纤维辐条，无需后期固纱、粘着等加工；
[0037]2、金属件牙帽2和帽头3中间镂空的孔径为小于1.8mm,同时碳纤维芯的直径小于1.8mm。
[0038]3、本技术克服了
技术介绍
中一种碳纤维辐条所存在的不足，特别是胶合的粘结强度，改变辐条本体与两端金属件之间的结合方式，用碳纤维预浸料包覆碳纤维芯体(即辐条内芯1)和金属件的工艺或进一步采用胶合与碳纤维预浸料包覆方式配合使用，使碳纤维材料和两端金属件间形成三明治结构，来增大辐条本体与两端金属件牙帽和帽头的结合界面，大幅度提高辐条本体与两端金属件的结合力，确保辐条本体和金属件间不会滑脱，提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一体成型碳纤维辐条，其特征在于：包括一由碳纤维制成的辐条内芯、一能配合连接轮圈的牙帽和一能配合连接花鼓的帽头以及碳纤维预浸料层，所述的牙帽和帽头设有贯穿的安装孔，该牙帽的安装孔和帽头的安装孔分别固定套接在辐条内芯的两端，辐条内芯及部分金属牙帽和帽头外设有碳纤维预浸料层。2.根据权利要求1所述的一体成型碳纤维辐条，其特征在于：碳纤维预浸料层是碳纤维预浸料缠绕或包覆辐条内芯和金属牙帽和帽头并在模具内加温成型。3.根据权利要求1所述的一体成型碳纤维辐条，其特征在于：辐条内芯为圆柱状，辐条内芯两端的接头部同牙帽和帽头安装孔紧配...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘五瑞，
申请(专利权)人：厦门碳瀛复合材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：