專利名稱：自行車用無應力集中復合纖維管材的預型裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種自行車管材，特別是涉及一種自行車用無應力集中復合纖維管材的預型裝置。
背景技術：
如圖1所示的碳纖維自行車車架10包括一上管11、一下管12、一頭管13、一座管 14、一五通接頭15、一后上叉16及一后下叉17，就所述上管11、下管12、頭管13、座管14這些管材而言，如圖2所示，其制造步驟是依據(jù)各管材所需要的外形、角度先進行碳纖維預浸布裁片作業(yè)，接著將碳纖維預浸布裁片包覆在各管材的芯材外進行預型卷料，并將車架的各管件預型出軟質(zhì)的中空管體，當進行各中空管體的接管作業(yè)時，須先將各管件內(nèi)的芯材從中空管體內(nèi)各別抽出后，再于各個接管的中空管體外部環(huán)繞貼覆碳纖維預浸布，此為增加管件搭接處補強的必要步驟，以強化車架剛性，接著再將氣袋穿入中空管體的內(nèi)部，且于開放端插設氣嘴，然后透過吹氣加壓，將各中空管體制作出無接縫的一體成型碳纖維車架， 此種設計在成型后雖然也可制作出一體成型車架，但預型時還是以接管方式進行。預型接管方式除了會讓纖維不連續(xù)產(chǎn)生斷點，接管也會增加不必要的材料重量與材料成本，更造成預型費時與人力成本增加，且還存有接管品質(zhì)不穩(wěn)定與接管處應力集中問題。現(xiàn)有一種將芯材抽出預浸布的設計，但是因為預浸布含有樹脂，與芯材之間的摩擦力非常大，為了順利將芯材抽出同時確保預型品不變形，只能減少芯材的被包覆面積，一般是以縮短芯材長度的方式達到此目的，但是這種方式必須將預浸布沿軸向接續(xù)才能符合管材的長度需求，如圖3、圖4所示，制造時，先制備數(shù)支第一芯材21、第二芯材22，然后在該第一芯材21外包覆數(shù)層第一預浸布23，在該第二芯材21外包覆數(shù)層第二預浸布24，且所述第一預浸布23的端面231呈階梯不平整狀，所述第二預浸布M的端面241也呈階梯不平整狀，當各段預型完成之后分別將該第一芯材21、該第二芯材22沿軸向抽出，接著將所述端面231J41搭接，然后在搭接處25外貼覆一連接貼片沈成為一預型品27，之后將一尼龍袋(圖未示)裝入該預型品27內(nèi)，再置入模具內(nèi)進行加壓加熱成型作業(yè)，就可以制得一碳纖維車架，此種方式與實心發(fā)泡芯材比較，雖然具有可以減輕管材重量、降低生產(chǎn)成本的特性，但是仍存有下列缺點一、該預型品27的搭接處25極易造成應力集中，導致管材整體結構強度不佳。二、因為進行搭接時，已將該第一芯材21、該第二芯材22抽出，此時所述第一預浸布23、與第二預浸布M非呈硬態(tài)極易軟化產(chǎn)生變形，不但搭接作業(yè)困難導致生產(chǎn)效率差， 也極易影響該預型品27的外形降低碳纖維車架的成型良率。三、因為已將該第一芯材21、該第二芯材22抽出，使得所述第一預浸布23、與第二預浸布M非呈硬態(tài)，在此情況下要在所述搭接處25外貼覆該連接貼片沈，會因貼覆施力導致該預型品27的變形機率增加、降低碳纖維車架的成型良率。四、就該車架10而言，以前述制造方法來說，該上管11與該頭管13和該五通接頭 15之間會有第一接合處181、第二接合處182，該下管12與該頭管13和該五通接頭15之間會有第三接合處183、第四接合處184，該座管14與該五通接頭15之間會有第五接合處 185，及所述搭接處25，存有接合處較多，導致該車架10整體結構強度不佳。另外一種芯材以實心發(fā)泡材制成，該預型品在預型完成后的芯材不需抽出預浸布外，所以可使預型品各層預浸布內(nèi)的纖維連續(xù)，具有可以增加管材結構強度的特性，但是存有芯材無法重復使用、生產(chǎn)成本較高，及預型品整體重量較重的缺點。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是在提供一種可以增加管材的結構強度、可以減輕重量、可以提高生產(chǎn)效率及可提高管材成型良率的自行車用無應力集中復合纖維管材的預型裝置。本實用新型自行車用無應力集中復合纖維管材的預型裝置，包含一芯材單元及一復合纖維預浸布；該芯材單元包括一內(nèi)芯材，及安裝包圍在該內(nèi)芯材外的數(shù)支外芯材，該內(nèi)芯材與每一支外芯材之間分別通過一沿軸向設置的嵌接組結合，所述外芯材分別具有一被包覆面；該復合纖維預浸布包覆在所述被包覆面外。本實用新型所述的自行車用無應力集中復合纖維管材的預型裝置，該內(nèi)芯材為四邊形體，所述外芯材的數(shù)量為四支，分別為一第一外芯材、一第二外芯材、一第三外芯材、一第四外芯材，該內(nèi)芯材與該第一外芯材之間通過一第一嵌接組相互結合，該內(nèi)芯材與該第二外芯材之間通過一第二嵌接組相互結合，該內(nèi)芯材與該第三外芯材之間通過一第三嵌接組相互結合，該內(nèi)芯材與該第四外芯材之間通過一第四嵌接組相互結合。本實用新型所述的自行車用無應力集中復合纖維管材的預型裝置，該第一嵌接組具有一設置于該內(nèi)芯材的第一鳩尾槽，及一相對應設置于該第一外芯材的第一鳩尾塊，該第二嵌接組具有一設置于該內(nèi)芯材的第二鳩尾槽，及一相對應設置于該第二外芯材的第二鳩尾塊，該第三嵌接組具有一設置于該內(nèi)芯材的第三鳩尾槽，及一相對應設置于該第三外芯材的第三鳩尾塊，該第四嵌接組具有一設置于該內(nèi)芯材的第四鳩尾槽，及一相對應設置于該第四外芯材的第四鳩尾塊。本實用新型所述的自行車用無應力集中復合纖維管材的預型裝置，該第一嵌接組具有一設置于該內(nèi)芯材的第一鳩尾塊，及一相對應設置于該第一外芯材的第一鳩尾槽，該第二嵌接組具有一設置于該內(nèi)芯材的第二鳩尾塊，及一相對應設置于該第二外芯材的第二鳩尾槽，該第三嵌接組具有一設置于該內(nèi)芯材的第三鳩尾塊，及一相對應設置于該第三外芯材的第三鳩尾槽，該第四嵌接組具有一設置于該內(nèi)芯材的第四鳩尾塊，及一相對應設置于該第四外芯材的第四鳩尾槽。本實用新型的有益效果在于通過先將該內(nèi)芯材抽出，可以使該第一外芯材、該第二外芯材、該第三外芯材、該第四外芯材具有內(nèi)縮空間，進而可順利將該芯材單元抽出該復合纖維預浸布獲得一預型品，因為該預型品無搭接處，不會產(chǎn)生應力集中，使本實用新型可以增加復合纖維車架各管材的結構強度、可以減輕重量及可提高生產(chǎn)效率。
圖1是現(xiàn)有碳纖維自行車車架的前視分解圖；[0018]圖2是現(xiàn)有管材的制造流程圖；圖3是局部分解剖視圖，顯示現(xiàn)有管材成型前在第一芯材、第二芯材外包覆碳纖維預浸布的狀態(tài)；圖4是現(xiàn)有預型品的組合剖視圖；圖5是本實用新型自行車用無應力集中復合纖維管材的預型裝置較佳實施例的前視局部分解圖；圖6是該較佳實施例的剖視圖；圖7是類似圖6的視圖，顯示抽出一內(nèi)芯材的狀態(tài)；圖8是類似圖7的視圖，顯示將一芯材單元抽出后獲得一預型品的狀態(tài)。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型進行詳細說明如圖5、圖6所示，本實用新型自行車用無應力集中復合纖維管材之預型裝置較佳實施例包含一可重復使用的芯材單元40及一復合纖維預浸布50。所述管材可為圖5所示自行車車架30的上管31或下管32或座管34。該芯材單元40包括一內(nèi)芯材41，及安裝包圍在該內(nèi)芯材41外的數(shù)支外芯材，該內(nèi)芯材41與每一支外芯材之間分別通過一沿軸向設置的嵌接組結合，所述外芯材分別具有一被包覆面組合成一預型品500的形狀(見圖8)。在本實施例中該內(nèi)芯材41為四邊形體，所述外芯材的數(shù)量相對應為四支，分別為一第一外芯材42、一第二外芯材43、一第三外芯材44、一第四外芯材45，且該第一外芯材 42、該第二外芯材43、該第三外芯材44、該第四外芯材45的長度與管材的長度大約相同，但是該內(nèi)芯材41的形狀并不被限制，所述外芯材的數(shù)量也可以相對應變化。事實上該內(nèi)芯材 41截面并不限于四邊形體，可以為五邊形體、圓形或是其它形狀，該外芯材數(shù)目也不限于四支，可依該內(nèi)芯材41形狀之需求做為三支、五支、六支…等。該內(nèi)芯材41與該第一外芯材42之間通過一第一嵌接組46相互結合，該第一嵌接組46具有一沿該內(nèi)芯材41的軸向設置的第一鳩尾槽461，及一相對應設置于該第一外芯材 42的第一鳩尾塊462，值得說明的是，該第一嵌接組46也可為一設置于該內(nèi)芯材41的第一鳩尾塊與一相對應設置于該第一外芯材42的第一鳩尾槽的組合。該內(nèi)芯材41與該第二外芯材43之間通過一第二嵌接組47相互結合，該第二嵌接組47具有一沿該內(nèi)芯材41的軸向設置的第二鳩尾槽471，及一相對應設置于該第二外芯材 43的第二鳩尾塊472，值得說明的是，該第二嵌接組47也可為一設置于該內(nèi)芯材41的第二鳩尾塊與一相對應設置于該第二外芯材43的第二鳩尾槽的組合。該內(nèi)芯材41與該第三外芯材44之間通過一第三嵌接組48相互結合，該第三嵌接組48具有一沿該內(nèi)芯材41的軸向設置的第三鳩尾槽481，及一相對應設置于該第三外芯材 44的第三鳩尾塊482，值得說明的是，該第三嵌接組48也可為一設置于該內(nèi)芯材41的第三鳩尾塊與一相對應設置于該第三外芯材44的第三鳩尾槽的組合。該內(nèi)芯材41與該第四外芯材45之間通過一第四嵌接組49相互結合，該第四嵌接組49具有一沿該內(nèi)芯材41的軸向設置的第四鳩尾槽491，及一相對應設置于該第四外芯材 45的第四鳩尾塊492，值得說明的是，該第四嵌接組49也可為一設置于該內(nèi)芯材41的第四鳩尾塊與一相對應設置于該第四外芯材45的第四鳩尾槽的組合。該第一外芯材42、該第二外芯材43、該第三外芯材44、該第四外芯材45各具有一被包覆面421、431、441、451，所述被包覆面421、431、441、451連接組合成一相對應該預型品500的形狀(見圖8)。該復合纖維預浸布50包覆在所述被包覆面421、431、441、451外，且長度與管材的長度大約相同，所述纖維可為玻璃纖維、玄武巖纖維、硼纖維、克維拉纖維及其他均等物。使用時，如圖6、圖7、圖8所示，先將該內(nèi)芯材41沿軸向抽出，此時該第一外芯材 42、該第二外芯材43、該第三外芯材44、該第四外芯材45具有內(nèi)縮空間而可順利被抽出， 并獲得一相對應管材形狀、長度的預型品500，然后在該預型品500內(nèi)置入一高韌性硅膠袋 (圖未示)，再置入成型模具內(nèi)進行加壓加熱就可以制得一自行車用碳纖維管材，該管材可為如圖4所示的自行車車架30。因為本實用新型該芯材單元40的內(nèi)芯材41、第一外芯材42、第二外芯材43、第三外芯材44、第四外芯材45為獨立元件可以拆解，當該內(nèi)芯材41被沿軸向抽出后，該第一外芯材42、該第二外芯材43、該第三外芯材44、該第四外芯材45就具有內(nèi)縮空間可沿徑向向內(nèi)潰縮，再加上該第一外芯材42、該第二外芯材43、該第三外芯材44、該第四外芯材45的被包覆面421、431、441、451面積不大，所以雖然該第一外芯材42、該第二外芯材43、該第三外芯材44、該第四外芯材45的長度與該管材的長度大約相同，但是仍可順利將該第一外芯材 42、該第二外芯材43、該第三外芯材44、該第四外芯材45抽出脫離該復合纖維預浸布50，而不會遭遇到太大的摩擦力，進而獲得一相對應管材形狀、長度的預型品500，同時可以確保該預型品500不變形損壞。值得說明的是，本實用新型除了提供制造車架使用外，也可以提供前叉、龍頭、曲柄、輪圈、把手等自行車零組件管件預型。通過以上說明可知，本實用新型自行車用無應力集中復合纖維管材的預型裝置具有下述有益效果一、本實用新型通過該芯材單元40與該復合纖維預浸布50組成的該預型品500， 不需要沿軸向搭接該復合纖維預浸布50，所以不會有應力集中的問題存在，可以增加管材的整體結構強度。二、本實用新型通過該芯材單元40與該復合纖維預浸布50組成的預型品500，不需要沿軸向搭接該復合纖維預浸布50，不會有因搭接作業(yè)造成該預型品500變形的問題存在，可以提高生產(chǎn)效率及可提高管材的成型良率。三、本實用新型通過該芯材單元40與該復合纖維預浸布50組成的該預型品500， 不需要沿軸向搭接該復合纖維預浸布50，不需要貼覆連接貼片，可以使管材外形佳及可提高管材的成型良率，而且能減輕車身重量。四、如圖5所示，本實用新型通過該芯材單元40與該復合復合纖維預浸布50組成的該預型品500，可以使該車架30的上管31與下管32和頭管33 —體成型，使該車架30的座管34與心軸接頭35 —體成型，如此該車架30將只存在該上管31與該座管34之間的一第一接合處301，該下管32與該心軸接頭35之間的一第二接合處302，可以減少接合處數(shù)量、增加該車架30的整體結構強度。五、本實用新型通過在該預型品500內(nèi)置入高韌性硅膠袋，接著進行成型作業(yè)，相
6較于一般所置入的尼龍袋或硅膠袋再進行成型作業(yè)，高韌性硅膠袋除了保有原本硅膠或橡膠可以消除各管材內(nèi)壁樹脂皺褶的優(yōu)點外，高韌性的特性還可增加重復使用性，可以使管壁厚度差異更為平均、讓內(nèi)壁應力集中減少、樹脂分布均勻，達到提升復合纖維車架管材品質(zhì)的優(yōu)點。
權利要求1.一種自行車用無應力集中復合纖維管材的預型裝置，包含一芯材單元及一復合纖維預浸布，其特征在于該芯材單元包括一內(nèi)芯材，及安裝包圍在該內(nèi)芯材外的數(shù)支外芯材，該內(nèi)芯材與每一支外芯材之間分別通過一沿軸向設置的嵌接組結合，所述外芯材分別具有一被包覆面； 該復合纖維預浸布包覆在所述被包覆面外。
2.根據(jù)權利要求1所述的自行車用無應力集中復合纖維管材的預型裝置，其特征在于該內(nèi)芯材為四邊形體，所述外芯材的數(shù)量為四支，分別為一第一外芯材、一第二外芯材、一第三外芯材、一第四外芯材，該內(nèi)芯材與該第一外芯材之間通過一第一嵌接組相互結合，該內(nèi)芯材與該第二外芯材之間通過一第二嵌接組相互結合，該內(nèi)芯材與該第三外芯材之間通過一第三嵌接組相互結合，該內(nèi)芯材與該第四外芯材之間通過一第四嵌接組相互結合。
3.根據(jù)權利要求2所述的自行車用無應力集中復合纖維管材的預型裝置，其特征在于該第一嵌接組具有一設置于該內(nèi)芯材的第一鳩尾槽，及一相對應設置于該第一外芯材的第一鳩尾塊，該第二嵌接組具有一設置于該內(nèi)芯材的第二鳩尾槽，及一相對應設置于該第二外芯材的第二鳩尾塊，該第三嵌接組具有一設置于該內(nèi)芯材的第三鳩尾槽，及一相對應設置于該第三外芯材的第三鳩尾塊，該第四嵌接組具有一設置于該內(nèi)芯材的第四鳩尾槽，及一相對應設置于該第四外芯材的第四鳩尾塊。
4.根據(jù)權利要求2所述的自行車用無應力集中復合纖維管材的預型裝置，其特征在于該第一嵌接組具有一設置于該內(nèi)芯材的第一鳩尾塊，及一相對應設置于該第一外芯材的第一鳩尾槽，該第二嵌接組具有一設置于該內(nèi)芯材的第二鳩尾塊，及一相對應設置于該第二外芯材的第二鳩尾槽，該第三嵌接組具有一設置于該內(nèi)芯材的第三鳩尾塊，及一相對應設置于該第三外芯材的第三鳩尾槽，該第四嵌接組具有一設置于該內(nèi)芯材的第四鳩尾塊，及一相對應設置于該第四外芯材的第四鳩尾槽。
專利摘要一種自行車用無應力集中復合纖維管材的預型裝置，包含一芯材單元及一復合纖維預浸布。該芯材單元包括一內(nèi)芯材，及安裝包圍在該內(nèi)芯材外的數(shù)支外芯材，該內(nèi)芯材與每一支外芯材之間分別通過一沿軸向設置的嵌接組相互結合，該復合纖維預浸布包覆在所述外芯材外。通過先將該內(nèi)芯材抽出，可以使所述外芯材具有內(nèi)縮空間，進而可順利將所述外芯材完全抽出該復合纖維預浸布并獲得一預型品，再將一高韌性硅膠袋置入該預型品內(nèi)就可進行成型作業(yè)，因為該預型品無搭接處，不會產(chǎn)生應力集中，使本實用新型可以增加管材的結構強度、可以減輕重量及可提高生產(chǎn)效率。
文檔編號B62K19/00GK201971105SQ20112006717
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月15日 優(yōu)先權日2011年3月15日
發(fā)明者林春山 申請人:野寶科技股份有限公司