BE1028283B1 - Fietsframe en werkwijze voor de vervaardiging - Google Patents

Fietsframe en werkwijze voor de vervaardiging Download PDF

Info

Publication number
BE1028283B1
BE1028283B1 BE20205314A BE202005314A BE1028283B1 BE 1028283 B1 BE1028283 B1 BE 1028283B1 BE 20205314 A BE20205314 A BE 20205314A BE 202005314 A BE202005314 A BE 202005314A BE 1028283 B1 BE1028283 B1 BE 1028283B1
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
hollow tube
fiber
fibers
thermoplastic
shell
Prior art date
Application number
BE20205314A
Other languages
English (en)
Other versions
BE1028283A1 (nl
Inventor
Robbe Simons
Alexander Verhuizen
Original Assignee
Rein4Ced
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rein4Ced filed Critical Rein4Ced
Priority to BE20205314A priority Critical patent/BE1028283B1/nl
Priority to PCT/EP2021/062155 priority patent/WO2021224460A1/en
Priority to US17/997,754 priority patent/US20230219649A1/en
Priority to TW110116490A priority patent/TW202208223A/zh
Priority to CN202180032792.9A priority patent/CN115768684A/zh
Priority to EP21724654.5A priority patent/EP4146531A1/en
Priority to CA3176649A priority patent/CA3176649A1/en
Publication of BE1028283A1 publication Critical patent/BE1028283A1/nl
Application granted granted Critical
Publication of BE1028283B1 publication Critical patent/BE1028283B1/nl

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62KCYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K19/00Cycle frames
    • B62K19/02Cycle frames characterised by material or cross-section of frame members
    • B62K19/16Cycle frames characterised by material or cross-section of frame members the material being wholly or mainly of plastics
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62KCYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K19/00Cycle frames
    • B62K19/18Joints between frame members
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62KCYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K19/00Cycle frames
    • B62K19/30Frame parts shaped to receive other cycle parts or accessories

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een fietsframe en een werkwijze voor de vervaardiging daarvan. In één uitvoering omvat het fietsframe een eerste hol buisdeel dat een eerste vezelversterkte thermoplastische composiet omvat die een thermoplastische matrix en een ingebedde structuur van vezels omvat; en een tweede hol buisdeel omvattende ten minste een eerste vezelversterkt schaaldeel en een tweede vezelversterkt schaaldeel, elk omvattende een tweede vezelversterkte thermoplastische composiet. Volgens de werkwijze wordt een versmolten verbinding met een overlap tussen het eerste holle buisdeel en het tweede hol buisdeel gevormd, waarbij de ingebedde structuur van vezels van het eerste holle buisdeel ter plaatse van de overlap een overlap tussen de holle buisdelen kruist.

Description

FIETSFRAME EN WERKWIJZE VOOR DE VERVAARDIGING
TECHNISCH GEBIED EN ACHTERGROND De onderhavige beschrijving heeft betrekking op een composiet frame omvattende een versmolten verbinding tussen een eerste hol frame- deel omvattende een eerste thermoplastische vezelversterkte composiet en een tweede frame-deel omvattende vezelversterkte schaaldelen en een werkwijze voor het vervaardigen daarvan. In het bijzonder heeft de huidige openbaring betrekking op een fietsframe en een werkwijze voor het vervaardigen daarvan. Het fietsframe omvat een versmolten interconnectie tussen een eerste hol buisdeel omvattende een eerste thermoplastische vezel versterkte composiet en een tweede hol buisdeel omvattende vezelversterkte schaaldelen.
De vervaardiging van fietsframes uit vezelversterkte composieten, bijvoorbeeld koolstofvezel composieten is bekend in het veld. Een complete integrale (naadloze) fiets kan worden gevormd door ‘prepregs’ in een mal te draperen. Bijvoorbeeld in een mal omvattende een buitenmal in combinatie met een flexibele binnenmal om een vorm van een afgerond en uitgehard product te definiëren. Om de complexiteit van het productieproces te verminderen, bijvoorbeeld de complexiteit van de mal, overwegen fabrikanten gewoonlijk het samenvoegen van voorgevormde onderdelen. Er kan bijvoorbeeld verwezen worden naar US4900048A, waarin de fabricage wordt beschreven van fietsonderdelen, bijvoorbeeld frames, uit afzonderlijke delen die zijn verbonden in een separate verbindingsstap om een lichtgewicht fietsonderdeel te vormen, bijvoorbeeld een frame.
Een gekende werkwijze om voorgefabriceerde onderdelen te verbinden, omvat het gebruik van thermohardende composietmaterialen. Dergelijke werkwijzen omvatten typisch het draperen van ‘prepreg’- materialen, bijvoorbeeld voorgeïmpregneerde koolstofvezelweefsels of -tape,
rond de voorgefabriceerde onderdelen, en het met elkaar verbinden van de onderdelen in een verwarmings-stap (chemische reactie: uitharden), bijvoorbeeld in een oven bij verhoogde temperatuur, om een compleet geconsolideerd fietsonderdeel, bijvoorbeeld een frame, te vormen. Wanneer het uithardingsproces is voltooid ligt de vorm van de onderdelen onomkeerbaar vast. Nadelen van thermohardende materialen omvatten onder meer slechte recycleerbaarheid en herstelbaarheid en/of de noodzaak om een complexe en dus kostbare mal te verschaffen voor elk onderdeel van een product met een bepaalde afmeting of vorm. Verder is bekend dat de verbindingen waar de afzonderlijk vervaardigde onderdelen met elkaar zijn verbonden, de prestatie van het gevormde product negatief beïnvloeden, bijvoorbeeld in termen van stijfheid en/of sterkte, wat onder zware belasting kan leiden tot bijvoorbeeld barsten en/of falen van het product (bijvoorbeeld frame of de lak/verflaag van het frame) bij genoemde verbindingen.
Een alternatieve verbindingsmethode omvat het gebruik van thermoplastische materialen. Dergelijke werkwijzen, bijvoorbeeld zoals beschreven in WO 18170084A1, omvatten de fabricage, bijvoorbeeld het persvormen, van schaaldelen, welke in een volgende verbindingsstap worden verbonden. Verbonden onderdelen, bijvoorbeeld buizen van versmolten thermoplastische schaaldelen, kunnen langs de naad nadelig verminderde sterkte hebben, in het bijzonder in vergelijking met vezelversterkte delen, bijvoorbeeld buizen, gemaakt van uitgeharde thermohardende prepregs, waarbij de vezelversterking in wezen continu rond het deel is aangebracht. WO18170084A1 suggereert om vezelversterkte lagen, bijvoorbeeld stroken, weefsels of tapes, over een naad van voorgevormde schaaldelen te voorzien om zo de sterkte van een versmolten onderdeel te verbeteren. Het aanbrengen van genoemde stroken kan het uiterlijk van het voltooide product langs de naad nadelig beïnvloeden, hetgeen oppervlakte-nabewerkingsprocessen vereist. Verder werd gevonden dat het effect van het aanbrengen van genoemde stroken beperkt en/of inconsistent was, wat fietsonderdelen, bijvoorbeeld frames, opleverde met onvoldoende sterkte bij de naden, in het bijzonder voor frames met verbindingen (koppelingen) tussen delen, bijvoorbeeld buisdelen, met een verschillende diameter.
De onderhavige werkwijze voor het vervaardigen van een fietsframe heeft tot doel te voorzien in een verbeterde werkwijze en/of het verminderen van ten minste een of meer van de bovengenoemde nadelen.
SAMENVATTING Aspecten van de huidige beschrijving hebben betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een composiet frame, bijvoorbeeld het samenvoegen van twee of meer framedelen, bijvoorbeeld holle buisdelen of schaaldelen, over een naad. In het bijzonder heeft de huidige beschrijving betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een fietsframe. De werkwijze omvat: het verschaffen van een eerste framedeel, bijvoorbeeld een eerste hol buisdeel, omvattende een eerste thermoplastische vezelversterkte composiet omvattende een thermoplastische polymeermatrix en een ingebedde structuur van vezels. Verder omvat de werkwijze het verschaffen van ten minste een eerste vezelversterkt schaaldeel en een tweede vezelversterkt schaaldeel. Het eerste vezelversterkte schaaldeel en het tweede vezelversterkte schaaldeel zijn ingericht om bij het verbinden een tweede hol buisdeel te vormen dat het tweede framedeel vormt. Elk versterkt schaaldeel omvat een tweede composiet van thermoplastische vezels met een thermoplastische polymeermatrix en vezels. Het eerste en tweede framedeel worden verbonden in een verbindingsstap. In een uitvoeringsvorm omvat de verbindingsstap: het over een naad positioneren van het eerste vezelversterkte schaaldeel het tweede daaraan grenzend vezelversterkte schaaldeel om een tweede hol buisdeel te vormen; het inbrengen van een eindgedeelte van het eerste holle buisdeel in het tweede holle buisdeel, of het inbrengen van een einddeel van het tweede holle buisdeel in het eerste holle buisdeel, waarbij een overlap ontstaat tussen het eerste holle buisdeel en de vezelversterkte schaaldelen, dat wil zeggen tussen de framedelen; en het eerste vezelversterkte schaaldeel, het tweede vezelversterkte schaaldeel en het eerste holle buisdeel in genoemde relatieve positie met elkaar versmelten, waarbij het versmelten omvat: het verwarmen van het eerste holle buisdeel en de vezelversterkte schaaldelen tenminste bij een positie van de overlap tot een temperatuur boven een verwekingstemperatuur van de eerste en tweede thermoplastische vezelcomposiet; en het onder druk consolideren van de verwarmde eerste en tweede thermoplastische vezelcomposiet om een versmolten verbinding tussen de holle buisdelen te vormen, waarbij ter plaatse van overlap de ingebedde structuur van vezels van het eerste holle buisdeel een grens tussen het eerste holle framedeel en het tweede holle framedeel van schaaldelen kruist.
Het zal duidelijk zijn dat, vergelijkbaar met het tweede framedeel, het eerste met vezels versterkte framedeel gevormd kan zijn uit twee of meer verbonden, bijvoorbeeld voorgevormde schaaldelen. Optioneel kunnen de delen die het eerste vezelversterkte framedeel vormen tezamen met de delen die het tweede vezelversterkte framedeel vormen worden samengevoegd, dat wil zeggen in een gemeenschappelijke verbindingsstap. Dienovereenkomstig kan de verbindingsstap in sommige uitvoeringsvormen het over een naad positioneren van de delen die het eerste vezelversterkte framedeel vormen omvatten teneinde het eerste holle buisdeel te vormen. Het vormen van de framedelen uit schaaldelen biedt meer flexibiliteit bij het vervaardigen van frames. Het maakt het bijvoorbeeld mogelijk voorgevormde schaaldelen te maken die kunnen gebruikt worden in meerdere frames, bijvoorbeeld framedesigns die een reeks framedelen van verschillende lengte en / of verbindingen over een andere hoek vereisen. Het samenvoegen van de delen die het eerste vezelversterkte framedeel vormen en de delen die het tweede vezelversterkte framedeel vormen in een gemeenschappelijke verbindingsstap, reduceert op gunstige wijze een aantal processtappen.
Na consolidatie zijn de framedelen onlosmakelijk met elkaar verbonden. De werkwijze volgens de uitvinding maakt op voordelige wijze de 5 fabricage van een monocoque frame mogelijk dat licht van gewicht en stijf is. De werkwijze volgens de uitvinding kan ook met voordeel worden gebruikt bij de vervaardiging van andere fietsonderdelen, bijvoorbeeld een geïntegreerde stuurstang en / of wielonderdelen die bijvoorbeeld een aantal met vezel versterkte spaken omvatten die rond een centraal deel zijn versmolten.
De uitvinders hebben gevonden dat door de overlapping zodanig aan te brengen dat de ingebedde structuur van vezels van het eerste holle buisdeel de naad tussen het eerste holle buisdeel en het tweede holle buisdeel van schaaldelen kruist , de sterkte van de onderlinge verbinding en daarmee van het fiets frame verbetert. Hierbij bleek een langere overlap (groter overlapgebied) een sterkere verbinding op te leveren. Het zal duidelijk zijn dat er in principe geen bovengrens is voor een lengte (of gebied) van de overlap. Uitvinders hebben gevonden dat voor fietstoepassingen kan worden volstaan met een overlaplengte van minimaal vijf millimeter. Bij voorkeur is de overlap langer, bijvoorbeeld ten minste ongeveer één centimeter of meer, bijvoorbeeld in een bereik tussen 1,5 en 5 centimeter, bijvoorbeeld ongeveer twee centimeter.
Bij voorkeur kruist de ingebedde structuur van vezels ook de naad tussen de schaaldelen van het tweede holle buisdeel ter plaatse van de overlap om de sterkte van de onderlinge verbinding tussen de schaaldelen verder te verbeteren. Bij voorkeur wordt de temperatuur op een positie van de overlap verhoogd tot een temperatuur boven een verwekingstemperatuur van de eerste en tweede thermoplastische vezelcomposiet. De verwekingstemperatuur kan worden begrepen als een smelttemperatuur.
Verwarmen boven een smelttemperatuur van de thermoplastische vezelcomposieten kan de vloei en / of het mengen van de thermoplastische vezelcomposieten verbeteren, bijvoorbeeld over een interface of grens tussen onderdelen. Verbeterde vloei en / of menging van de thermoplastische vezelcomposieten over een grensvlak, grens of over een naad tussen delen kan de sterkte van de onderlinge verbinding tussen buisdeel en schaaldelen en / of tussen de schaaldelen nog verder verbeteren. Zo kan een sterke integrale verbinding tussen de onderdelen worden bereikt en / of een verbeterd monolithisch gedrag van het frame. Het zal duidelijk zijn dat de verwekingstemperatuur (vloeitemperatuur) afhankelijk kan zijn van de toegepaste druk en dienovereenkomstig kan worden aangepast. Om het verbindingsproces te versnellen, bijvoorbeeld de tijd om een smelt te bereiken te verminderen, kan de temperatuur worden verhoogd tot boven de smelttemperatuur van de respectievelijke materialen, bij voorkeur in een bereik boven de smelttemperaturen, bijvoorbeeld tussen vijf en vijftig graden boven de respectievelijke verwekingstemperaturen.
In sommige uitvoeringsvormen omvatten het eerste holle buisdeel en / of de schaaldelen andere componenten of onderdelen, bijvoorbeeld metalen onderdelen en dergelijke. In een voorkeursuitvoeringsvorm bestaan het eerste holle buisdeel en / of de schaaldelen in wezen uit de thermoplastische vezelcomposiet. Door het eerste holle buisdeel en / of de schaaldelen respectievelijk in wezen te laten bestaan uit (in wezen gevormd uit of gemaakt van) de respectieve thermoplastische vezelcomposiet, kan een lichtgewicht maar toch stijf frame worden geconstrueerd. Bij voorkeur is het frame vervaardigd zonder relatief zware onderdelen, bijvoorbeeld metalen buizen of buisprofielen.
Het zal duidelijk zijn dat in het algemeen de vezelversterkte composiet elk geschikt type versterkingsvezels en / of bundels versterkingsvezels bv. wapening kan omvatten, inclusief maar niet beperkt tot synthetische vezels zoals glasvezels, koolstofhoudende vezel, polymeervezels, metaalvezels, minerale vezels zoals basaltvezels en / of natuurlijke vezels. Vezels die de voorkeur hebben omvatten vezels met een hoge specifieke stijfheid (de verhouding stijfheid tot gewicht) van meer dan ongeveer 1, bij voorkeur meer dan ongeveer 2, zoals koolstof- en staalvezels. In een voorkeursuitvoeringsvorm wordt een combinatie van roestvrijstalen vezels en koolstofvezels gebruikt.
Het zal verder duidelijk zijn dat van het thermoplastische polymeermatrixmateriaal kan worden aangenomen dat het elk geschikt thermoplastisch polymeer of mengsel van polymeren omvat. Geschikte polymeren omvatten maar zijn niet beperkt tot: polypropyleen, polyethyleen, polyethyleentereftalaat, polyamide (nylon), polyetheretherketon, polyetherketoneketon, polyetherimide, polyfenyleensulfide, (poly) acrylonitril-butadieen-styreen (ABS), polymelkzuur (PLA), polycarbonaat ( PC) en polyaryletherketon (PAEK). Verdere geschikte te gebruiken versterkingsvezels en thermoplastisch matrixmateriaal zijn te vinden in WO 2018/050875.
De eerste thermoplastische vezelversterkte composiet en de tweede thermoplastische vezelversterkte composiet kunnen van dezelfde aard zijn of kunnen verschillen, maar zijn bij voorkeur van dezelfde aard. Composieten van dezelfde aard gebruiken, bijvoorbeeld hetzelfde type polymeer bleek de sterkte van de verbinding te verbeteren. Composieten van verschillende aard gebruiken, bijvoorbeeld zoals in lijmen kan resulteren in kleine visuele verstoringen, bijvoorbeeld scheuren, vermoedelijk vanwege een ander gedrag als reactie op wisselende temperatuurblootstellingen of verschillende materiaalkundige kenmerken.
Verdere aspecten van de onderhavige openbaarmaking hebben betrekking op een fietsframe, bij voorkeur een fietsframe dat verkrijgbaar is met de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding en / of componenten omvat die beschreven zijn met betrekking tot de momenteel beschreven werkwijze. Het fietsframe omvat een gesmolten verbinding tussen een eerste framedeel, bijvoorbeeld een eerste hol buisdeel en een tweede framedeel, bijvoorbeeld een tweede hol buisdeel. Het eerste holle buisdeel omvat een eerste thermoplastische vezelversterkte composiet die een thermoplastische matrix en een ingebedde structuur van vezels omvat. Het tweede holle buisdeel omvat ten minste een eerste vezelversterkt schaaldeel en een tweede vezelversterkt schaaldeel, elk gevormd uit een tweede thermoplastisch vezelversterkt composiet bestaande uit een thermoplastische matrix en vezels. De verbinding, bijvoorbeeld de door middel van de werkwijze volgens de uitvinding gevormde doorverbinding omvat een overlap tussen het eerste holle buisdeel en het tweede holle buisdeel. De overlap wordt gevormd door een eindgedeelte van het eerste holle buisdeel dat de tweede holle buis overlapt, of door een eindgedeelte van het tweede holle buisdeel dat het eerste holle buisdeel overlapt. Zoals beschreven met betrekking tot de werkwijze, kruist de ingebedde structuur van vezels van het eerste holle buisdeel bij de overlap een overlap tussen de holle buisdelen.
In het algemeen kan worden begrepen dat de werkwijze volgens de uitvinding verbeteringen verschaft met betrekking tot verbeterde maakbaarheid; verhoogde sterkte van de verbinding tussen verbonden framedelen; en / of een verbeterde oppervlakte-afwerking, in het bijzonder bij de overlap.
Aangenomen wordt dat de verbeterde sterkte ten minste gedeeltelijk betrekking heeft op het aanbrengen van de overlap tussen het eerste holle buisdeel en de vezelversterkte schaaldelen, waarbij bij de overlap de ingebedde structuur van vezels van het eerste holle buisdeel de grens tussen het eerste holle buisdeel en het tweede holle buisdeel van schaaldelen kruist.
Aangenomen wordt dat de verbeterde produceerbaarheid ten minste gedeeltelijk betrekking heeft op het gebruik van schaaldelen om een van de holle buisdelen (framedelen) te vormen uit het schaaldeel, terwijl de andere holle buisdelen kunnen worden gevormd uit schaaldelen of uit een naadloze holle buis deel, bijvoorbeeld een voorgevormd naadloos hol buisdeel, afhankelijk van ontwerpcriteria zoals buiscomplexiteit en / of buisdiameter.
Aangenomen wordt dat de verbeterde oppervlakteafwerking ten minste gedeeltelijk betrekking heeft op de samenstelling van de buisdelen die elk een thermoplastische matrix omvatten die de vorming mogelijk maken van een continue gesmolten verbinding tussen de buisdelen en / of de schaaldelen.
KORTE FIGUUR BESCHRIJVING Deze en andere kenmerken, aspecten en voordelen van de producten, systemen en werkwijzen volgens de huidige openbaring zullen beter worden begrepen uit de volgende beschrijving, bijgevoegde conclusies en bijgaande tekeningen waarin: FIG 1 een schematisch opengewerkt aanzicht toont van een uitvoeringsvorm van een fietsframe gevormd uit samengevoegde delen; FIG 2A schematisch een deel van een uitvoeringsvorm van een fietsframe tijdens een tussenstap van de vervaardiging illustreert wat een versmolten verbinding tussen een eerste hol buisdeel gevormd en een tweede hol buisdeel omvat; FIG 2B een schematisch zijaanzicht van een uitvoering van een fietsframe in dwarsdoorsnede tijdens een tussenstap van de vervaardiging illustreert wat een versmolten verbinding tussen een eerste hol buisdeel gevormd en een tweede hol buisdeel omvat; FIG 3A een schematisch aanzicht in dwarsdoorsnede toont van de uitvoering afgebeeld in FIB 2B; FIG 3B een schematisch zijaanzicht in dwarsdoorsnede van een uitvoering van een fietsframe tijdens een tussenstap van de vervaardiging illustreert wat een versmolten verbinding tussen een eerste hol buisdeel gevormd en een tweede hol buisdeel omvat;
FIG 4A een schematisch aanzicht in dwarsdoorsnede weergeeft van een uitvoeringsvorm van een tweede hol buisdeel; en FIG 4B schematisch een ander deel van een uitvoering van een fietsframe illustreert tijdens een tussenstap van de vervaardiging wat een versmolten verbinding tussen een eerste hol buisdeel gevormd en een tweede hol buisdeel omvat.
BESCHRIJVING VAN UITVOERINGVORMEN De terminologie die wordt gebruikt voor het beschrijven van bepaalde uitvoeringsvormen is niet bedoeld om de uitvinding als zodanig te beperken. Zoals hierin gebruikt, is het de bedoeling dat de enkelvoudige vormen "een", "de" en "het" ook de meervoudsvormen omvatten, tenzij de context duidelijk anders aangeeft. De term "en / of omvat alle combinaties van een of meer van de bijbehorende vermelde items. Het zal duidelijk zijn dat de termen "omvat" en / of "omvattend" de aanwezigheid van genoemde kenmerken specificeert, maar niet de aanwezigheid of toevoeging van een of meer andere kenmerken uitsluit. Het zal verder duidelijk zijn dat wanneer naar een bepaalde stap van een werkwijze wordt verwezen als volgend op een andere stap, deze direct die andere stap kan volgen of dat een of meer tussenstappen kunnen worden uitgevoerd voordat de specifieke stap wordt uitgevoerd, tenzij anders aangegeven. Evenzo zal het duidelijk zijn dat wanneer een verbinding tussen structuren of componenten wordt beschreven, deze connectie rechtstreeks tot stand kan worden gebracht of door tussenliggende structuren of componenten, tenzij anders aangegeven. De uitvinding wordt hierna vollediger beschreven aan de hand van de bijgaande tekeningen, waarin uitvoeringsvormen van de uitvinding worden getoond. In de tekeningen kunnen de absolute en relatieve afmetingen van systemen, componenten, lagen en gebieden voor de duidelijkheid overdreven zijn. Uitvoeringsvormen kunnen worden beschreven onder verwijzing naar schematische en / of doorsnedeafbeeldingen van mogelijk geïdealiseerde uitvoeringsvormen en tussenstructuren van de uitvinding. In de beschrijving en tekeningen verwijzen dezelfde nummers steeds naar dezelfde elementen. Zowel relatieve termen als afgeleiden daarvan moeten worden opgevat als verwijzend naar de oriëntatie zoals dan beschreven of zoals getoond in de tekening die wordt besproken. Deze relatieve termen vergemakkelijken het begrip van de beschrijving en vereisen niet dat het systeem wordt geconstrueerd of bediend in een bepaalde oriëntatie, tenzij anders vermeld.
Figuren 1 en 2A illustreren een fietsframe dat eerste hol buisdeel 10 omvat dat is verbonden met een tweede hol buisdeel 20. Het tweede hol buisdeel omvat ten minste een eerste vezelversterkt schaaldeel 21 en een tweede vezelversterkt schaaldeel 22.
De uitvinding vereenvoudigt op voordelige wijze de fabricage en / of het ontwerp van het fietsframe, omdat het frame hierdoor kan worden gevormd uit meerdere (bijv. digitaal ingekorte) verbonden stukken frame (framedelen). Door een frame te vervaardigen uit kleinere componenten, bijvoorbeeld schaaldelen, kan een frame worden vervaardigd uit een relatief klein aantal relatief gemakkelijk te vervaardigen onderdelen. Dit vereenvoudigt de fabricage van op maat gemaakte frames, bijvoorbeeld ten aanzien van framemaat of framemodellen, zonder dat voor elk frame een speciale mal nodig is.
FIG 1 toont een schematisch uiteengenomen aanzicht van een uitvoeringsvorm van een fietsframe 100 dat is gevormd uit samengevoegde framedelen (A-F). Waar mogelijk zijn de framedelen vervaardigd uit vezelversterkte schaaldelen, zoals bijvoorbeeld in FIG 2A waarin schaaldelen 21, 22, en 23 worden getoond welke gezamenlijk zijn opgenomen in een zadelbuis van fietsframe 100, of zoals in FIG 4B waarin een balhoofdbuis van een fiets kader 100 wordt weergegeven waarin schaaldelen 21, 22, 23 en 24 gezamenlijk zijn opgenomen.
Volgens de werkwijze van de uitvinding kan het eerste holle buisdeel 10 optioneel worden gevormd uit schaaldelen van thermoplastisch vezelversterkt composiet dat een thermoplastische polymeermatrix 11 en een ingebedde structuur van vezels 12 (versterkingsvezels) omvat.
Bij sommige utvoeringsvormen, bijvoorbeeld zoals getoond in FIG 2B, wordt indien nodig, bijvoorbeeld met het oog op een verwachtte belasting, de ingebedde structuur van vezels bij voorkeur in wezen rond de buis aangebracht.
De werkwijze volgens de uitvinding omvat verder het verschaffen van schaaldelen voor het vormen van het tweede framedeel.
Voor het tweede framedeel omvatten deze tenminste een eerste vezelversterkt schaaldeel 21 en een tweede vezelversterkt schaaldeel 22 zoals getoond in FIG 2B.
Optioneel omvat de werkwijze het verschaffen van schaaldelen voor het vormen van een eerste framedeel.
Elk schaaldeel omvat een tweede thermoplastisch vezelversterkt composiet omvattende een thermoplastische polymeermatrix en vezels.
De schaaldelen zijn ontworpen zodanig dat bij het versmelten het respectievelijke framedeel gevormd wordt, bijvoorbeeld het tweede holle buisdeel 20. Een schaaldeel wordt bij voorkeur gemaakt van een thermoplastisch vezelversterkt composiet, bijvoorbeeld door het maken van vlakke vormstukken van vezelversterkte banden zoals UD- banden (unidirectioneel versterkte vezelbanden) die een structuur van versterkingsvezels omvatten, bijvoorbeeld een geweven, gevlochten of getwijnde structuur van versterkingsvezels, of uitgelijnde vezel bundels, of andere vlakke structuren die in een tweede fabricagestap onder druk kunnen worden gevormd tot een gewenste schaalvorm.
Als alternatief kunnen dergelijke composietstructuren, bijvoorbeeld lagen of stroken, worden geplaatst of gedrapeerd in een geschikte vorm, bijvoorbeeld een mal, om te worden geconsolideerd in de gewenste vorm bij een geschikte temperatuur en / of druk.
Als een ander alternatief is voorzien dat de schaaldelen kunnen worden vervaardigd door een droge structuur van versterkingsvezels te Impregneren met een thermoplastisch matrixmateriaal in een geschikt ontworpen mal, of als alternatief kan een uit meerdere componenten bestaand mengsel dat chemisch reageert tot de vorming van een thermoplastisch matrixmateriaal worden gebruikt.
Zoals beschreven kan het eerste framedeel, bijvoorbeeld het eerste holle buisdeel 10 gevormd zijn uit schaaldelen. Met het oog op de verminderde fabricage-complexiteit, is het eerste framedeel, bijvoorbeeld het eerste holle buisdeel 10 typisch een voorgevormd hol buisdeel, bij voorkeur een naadloos hol buisdeel. In bijzonder naadloze holle buizen met een kleine diameter, bijvoorbeeld kleiner dan ongeveer 3 tot 4 cm, bleken een verbeterde maakbaarheid (verminderde fabricage-complexiteit) te vertonen in vergelijking met holle buizen met vergelijkbare afmetingen die gevormd zijn uit onderling verbonden schaaldelen omdat bij fabricage daarvan, in het bijzonder voor kleine afmetingen, een nauwkeurige positionering vereist is tijdens de versmeltingsstap.
Bij voorkeur wordt het eerste holle buisdeel 10 gemaakt in een afzonderlijke productiestap welke het verwarmen en consolideren omvat van een vezelstructuur welke thermoplastische vezels en versterkende vezels omvat. Een holle buis met een gevlochten vezelstructuur, bijvoorbeeld een gevlochten structuur van versterkingsvezels, kan op voordelige wijze belastingen weerstaan, bijvoorbeeld trekbelastingen, vanuit verschillende richtingen.
Bij voorkeur worden de thermoplastische vezels en versterkende vezels gevlochten in de vorm van een huls of sok, zodat het eerste holle buisdeel een continu of naadloos hol buisdeel kan zijn. In een voorkeursuitvoeringsvorm is het eerste holle buisdeel gevormd in een aparte buitenste mal die een buitendiameter en / of een buitenoppervlakafwerking van het holle buisdeel definieert. Bij voorkeur is er een binnenste mal of andere structuur die is ingericht om druk uit te oefenen om het eerste holle buisdeel te vormen met een in wezen constante en / of in wezen ronde binnendiameter. Een in wezen constante en in wezen ronde binnendiameter kan bijzonder gunstig zijn om een rond buisvormig fietsonderdeel op te nemen, bijvoorbeeld zadelpen of stuurbuis.
Als alternatief kunnen de eerste holle buisdelen worden vervaardigd door middel van pultrusie, spuitgieten, pultrusie in combinatie met omwikkeling of andere wikkelmethoden of elke soortgelijke geschikte methode die bekend is bij de vakman waarmee schaaldelen kunnen worden vervaardigd zodanig dat de versterkingsvezels een lengte hebben die voldoende is om de naad te kruisen.
De werkwijze volgens de uitvinding omvat verder het positioneren van het eerste vezelversterkte schaaldeel grenzend aan het tweede vezelversterkte schaaldeel over een naad S om een tweede hol buisdeel 20 te vormen. De naad kan een overlap zijn met een bepaalde lengte, bijvoorbeeld een overlap met een lengte binnen een bereik van vijf tot twintig millimeter.
Bovendien omvat de werkwijze het inbrengen van een eindgedeelte van het eerste holle buisdeel 10 in het tweede holle buisdeel 20, of het inbrengen van een eindgedeelte van het tweede holle buisdeel 20 in het eerste holle buisdeel 10, waarbij een overlapping 30 tussen het eerste hol buisdeel en de vezelversterkte schaaldelen gevormd wordt, zoals bijvoorbeeld getoond in figuur 2B, die schematisch een zijaanzicht in dwarsdoorsnede illustreert van een uitvoeringsvorm van een fietsframe in dit stadium van het fabricageproces. Bij de overlap 30 kruist de ingebedde structuur van vezels 11 van het eerste holle buisdeel een grens B tussen het eerste holle buisdeel en het tweede holle buisdeel van schaaldelen.
De werkwijze volgens de uitvinding omvat verder het verbinden ofwel versmelten van het eerste vezelversterkte schaaldeel, het tweede vezelversterkte schaaldeel en het eerste holle buisdeel in hun relatieve positie ten opzichte van elkaar. Het verbinden omvat bij voorkeur: het verwarmen van het eerste holle buisdeel en de vezelversterkte schaaldelen tenminste op een positie van de overlap tot een temperatuur boven een verwekingstemperatuur van de eerste en tweede thermoplastische vezelcomposiet; en het consolideren (bijv. koelen) van de verwarmde eerste en tweede thermoplastische vezelcomposietsamenstelling onder druk om een versmolten verbinding tussen de holle buisdelen te vormen. Na consolidatie zijn de framedelen onafscheidelijk met elkaar verbonden tot een smelttemperatuur. De werkwijze volgens de uitvinding maakt op voordelige wijze de fabricage van een monocoque frame mogelijk dat licht van gewicht en stijf is.
Bij voorkeur kruist de ingebedde structuur van vezels ook de naad tussen de schaaldelen van het tweede holle buisdeel op een positie van de overlap, bijvoorbeeld zoals getoond in FIG 3A, die schematisch een dwarsdoorsnedeaanzicht van de in FIB 2B afgebeelde uitvoeringsvorm toont. De uitvinders vonden dat uitvoeringsvormen waarin de ingebedde structuur van vezels ook de naad kruist tussen de schaaldelen van het tweede holle buisdeel ter plaatse van de overlap een verbeterde sterkte kunnen hebben, bijvoorbeeld ter plaatse van de onderlinge verbinding tussen de schaaldelen. Bij voorkeur wordt de temperatuur ter plaatse van de overlap verhoogd tot een temperatuur boven een smelttemperatuur van de eerste en tweede thermoplastische vezelcomposiet, bijvoorbeeld van het respectievelijke thermoplastische polymeer. Verwarmen boven een smelttemperatuur van de thermoplastische vezelcomposieten kan de vloei en / of het mengen van de thermoplastische vezelcomposieten verbeteren, bijvoorbeeld over een interface of grens tussen onderdelen. Verbeterde vloei en/of menging van de thermoplastische vezelcomposieten over een grensvlak, grens of naad tussen delen kan de sterkte van de onderlinge verbinding tussen buisdeel en schaaldelen en / of tussen de schaaldelen nog verder verbeteren. Zo kan een verbeterde sterke integrale binding tussen de onderdelen worden verkregen, waardoor het monolithische gedrag van het frame wordt verbeterd.
In een voorkeursuitvoeringsvorm bestaan het eerste holle buisdeel en / of de schaaldelen in wezen uit de respectievelijke thermoplastische vezelcomposiet. Doordat het eerste holle buisdeel en / of de schaaldelen respectievelijk in wezen te bestaat uit of bijvoorbeeld in wezen is gevormd uit of gemaakt van de respectieve thermoplastische vezelcomposiet, kan een lichtgewicht maar toch stijf frame worden geconstrueerd. Het frame is bij voorkeur vervaardigd zonder relatief zware metalen buizen.
Uitvinders ontdekten dat de uitvoeringsvormen waarin het eerste framedeel is gevormd uit een naadloze holle buis bijzonder geschikt kunnen zijn voor het verbinden van framedelen met een ongelijke diameter, dat wil zeggen in gevallen waarin de buitendiameters D10 en D20 van de verbonden delen verschillen met een factor van ten minste twee. Voor dergelijke gevallen vonden de uitvinders dat conventionele methoden om dergelijke onderdelen met elkaar te verbinden, bijvoorbeeld zoals beschreven in US5350556, een minder sterke en / of minder duurzame verbinding kunnen opleveren. Zoals eerder beschreven, kunnen uitvoeringsvormen waarin het eerste framedeel is gevormd uit een naadloze holle buis verder de voorkeur hebben met het oog op verminderde fabricagecomplexiteit wanneer de buitendiameter van het eerste framedeel klein is, bijvoorbeeld kleiner dan 30 mm of onder 40 mm.
In sommige voorkeursuitvoeringsvormen zijn de schaaldelen en het eerste holle buisdeel ten minste ter plaatse van de overlapping tijdens het smelten omgeven door een buitenste mal. Bij voorkeur is de buitenste mal gevormd uit ten minste twee bij elkaar passende buitenste maldelen. Bij voorkeur is de buitenste mal een verwarmbare mal die het mogelijk maakt om de temperatuur van ten minste de overlappende secties van de buis en schaaldelen te verhogen tot boven de verwekingstemperatuur van de eerste en tweede thermoplastische vezelcomposiet. Het omsluiten van de onderdelen kan de controle over een uiteindelijke buitenvorm van de verbinding verbeteren en / of een oppervlakteafwerking verbeteren, bijvoorbeeld zorgen voor een glad oppervlakteafwerking, afhankelijk van een vorm / afmeting van de mal en / of van de gladheid van een binnenoppervlak van de mal. Het voorzien van een verminderde oppervlakteruwheid, bijvoorbeeld langs de naad of over een grens, kan de noodzaak voor daaropvolgende oppervlaktebehandelingen, bijvoorbeeld polijsten van het frame, verminderen.
In andere of verdere voorkeursuitvoeringen omvat de werkwijze het verschaffen van een inwendige druk aan de schaaldelen, dat wil zeggen van binnen het eerste en / of het tweede holle buisdeel. Druk kan worden uitgeoefend door een fluïdum, bijvoorbeeld een gas of een vloeistof. Het fluïdum kan worden vastgehouden door de delen zelf of door een materiaal dat ofwel na consolidatie kan worden verwijderd of na consolidatie gebonden blijft. Als alternatief kan druk worden uitgeoefend door middel van vaste middelen, bijvoorbeeld een paar bewegende persdelen, waardoor een hydrostatische druk wordt gesimuleerd. In sommige uitvoeringsvormen kan druk worden uitgeoefend door een solide inzetstuk in de ruimte binnen de framedelen in te brengen op een positie van de overlap. De inzet heeft een aanzienlijk grotere, bijvoorbeeld ten minste 1,2 keer grotere, bij voorkeur meer, bijvoorbeeld 2 keer grotere, thermische uitzettingscoëfficiënt dan de mal, zodat naarmate de temperatuur van de mal toeneemt tijdens de smeltstap het inzetstuk uitzet en de framedelen tegen de mal drukt. In een uitvoeringsvorm kan de inzet bijvoorbeeld van aluminium zijn, terwijl de mal van staal kan zijn, bijvoorbeeld roestvrij staal. Typisch ligt de toegepaste druk tussen ongeveer één en ongeveer negen bar. Voorkeursuitvoeringsvormen voor het uitoefenen van druk vermijden vervorming van een dwarsdoorsnede of afmeting van het eerste buisdeel en / of van de schaaldelen, bijvoorbeeld door terugvloeiing van materiaal bij verhoogde temperatuur. Het behouden van een dwarsdoorsnede van het eerste en / of tweede buisdeel kan een juste passing van andere framedelen in genoemd framedeel mogelijk maken, bijvoorbeeld een zitbuis of stuurbuis.
Warmte voor het versmelten kan op verschillende wijzen of combinaties daarvan worden toegevoerd. Deze omvatten: stralingsverwarming, bijvoorbeeld via inductie of microgolven; en verwarming door direct contact, bijvoorbeeld via een verwarmde mal en / of door verwarming van het drukmedium, bijvoorbeeld het gas. In sommige uitvoeringsvormen, wordt warmte ten minste gedeeltelijk geleverd door een verwarmd onder druk staand fluïdum. Door het toepassen van een verwarmd fluïdum kan warmte ten minste gedeeltelijk vanuit een binnenrichting op de framedelen worden aangebracht, waardoor een snellere verwarming en / of een meer homogene temperatuurverdeling over de delen mogelijk wordt. Een vloeibaar fluïdum, bijvoorbeeld water of olie kan met voordeel een relatief grotere warmtecapaciteit hebben dan een gas, waardoor een snellere warmteoverdracht en / of overdracht van meer warmte binnen een bepaalde tijdsperiode mogelijk is.
In sommige voorkeursuitvoeringsvormen, bijvoorbeeld zoals getoond in figuur 3B, is een laag 40, bijvoorbeeld een strook van thermoplastisch materiaal, aangebracht tussen de eerste 10 en de tweede holle buis 20. Aanbrengen van een laag 40, bijvoorbeeld een strook, van een thermoplastisch materiaal kan het versmelten van de framedelen verbeteren en de hechting tussen de framedelen bij de overlap 30 verbeteren. Bij voorkeur omvat de laag 40 hetzelfde thermoplastische materiaal als het thermoplastische matrixmateriaal van het eerste holle buisdeel en / of van de schaaldelen. Optioneel is de laag 40 voorzien van versterkingsvezels, bijvoorbeeld UD-tape. Het aanbrengen van een laag 40 met versterkingsvezels resulteert in een verbinding met een verhoogd aantal vezels, bijvoorbeeld vezels die de grens tussen de verbonden framedelen overschrijden.
Laag 40 heeft bij voorkeur een dikte in een bereik tussen 10 en 250 micrometers.
Een dikte binnen het gespecificeerde bereik bleek het contact tussen de holle buis en de schaaldelen te verbeteren.
In andere of verdere voorkeursuitvoeringen kruisen vezels of bundels van vezels die zijn opgenomen in de ingebedde structuur van vezels en / of die zijn opgenomen in laag 40, de naad tussen het eerste holle buisdeel en de schaaldelen onder een hoek in een bereik tussen de 30 en 90 graden, bijvoorbeeld 45 graden.
Uitvinders hebben gevonden dat vezels of bundels vezels in de ingebedde structuur van vezels (en / of in laag 40) die de naad tussen het eerste holle buisdeel en de schaaldelen kruisen onder een hoek binnen het gespecificeerde bereik de sterkte van de verbinding tussen het eerste holle buisdeel en de schaaldelen in een richting van een verwachte of berekende belasting op het frame verbeteren.
Het zal duidelijk zijn dat de hoek kan afhangen van een richting van de verwachte of berekende belasting op het frame.
Bij voorkeur kruisen de vezels de naad tussen de schaaldelen onder een hoek in een bereik tussen 30 en 90 graden.
In sommige uitvoeringsvormen, bijvoorbeeld zoals getoond in figuur 4A, is ten minste één van de schaaldelen voorzien van een tong 25 die is ingericht om ten minste een gedeeltelijke overlapping te verschaffen langs de naad tussen de schaaldelen 21 en 22. Als alternatief kan er een volledige overlapping worden verschaft langs de lengte van de onderdelen.
Het voorzien van een overlap tussen de schaaldelen kan de sterkte van de gevormde versmolten buis verbeteren.
Het zal duidelijk zijn dat een tong niet noodzakelijkerwijs hoeft te worden verschaft.
Als alternatief kan een goede verbinding worden bereikt tussen schaaldelen, bijvoorbeeld niet- overlappende schaaldelen of schaaldelen zonder tongen (bijv. stompe uiteinden), door de onderdelen tijdens een verwarmingsstap te versmelten.
Dienovereenkomstig is in sommige uitvoeringsvormen de temperatuur en / of druk tijdens de smeltfase zodanig dat het matrixmateriaal van schaaldelen over een naad tussen de schaaldelen kan stromen om een monolithische verbinding te vormen. Hiertoe wordt de temperatuur tijdens de smeltstap bij voorkeur verhoogd tot boven een vloeitemperatuur, bijvoorbeeld een smelttemperatuur van het thermoplastische polymeermatrixmateriaal, bij voorkeur ten minste 5 graden Celsius boven de smelttemperatuur, bijvoorbeeld in een bereik tussen 5 en 25 ° C. Er werd gevonden dat een consistente samensmelting tussen de schaaldelen kan worden bereikt door het thermoplastische polymeermatrixmateriaal van het schaaldeel in een gesmolten toestand te brengen, Het zal duidelijk zijn dat de werkwijze volgens de uitvinding op elk deel van een fietsframe kan worden toegepast. De methode voor het vervaardigen van een fietsframe kan bijvoorbeeld worden toegepast om een of meer van de volgende vormen te vormen: - een verbinding tussen een zadelbuis of zitbuis en het frame; - een verbinding tussen een balhoofdbuis en de frame- voorvorkdelen; - een verbinding tussen een vorkblad en de stuurbuis; en - een verbinding tussen de liggende of staande achtervorken en het frame.
Zie bijvoorbeeld figuur 4B, die schematisch een balhoofdgedeelte van een fietsframe 100 illustreert, omvattende een versmolten verbinding tussen een eerste hol buisgedeelte 10 en twee tweede holle buisonderdelen gevormd uit vezelversterkte schaaldelen 20-24.
Verdere aspecten van de onderhavige uitvinding hebben betrekking op een fietsframe. Bij voorkeur kan genoemd frame worden verkregen met behulp van de fabricagemethode volgens de onderhavige uitvinding. In overeenstemming met de kenmerken die zijn beschreven met betrekking tot de genoemde methode, omvat het fietsframe een versmolten verbinding tussen: een eerste hol buisdeel gevormd uit een eerste thermoplastische vezelversterkte composiet omvattende een thermoplastische matrix en een ingebedde structuur van vezels; en een tweede hol buisdeel omvattende ten minste een eerste vezelversterkt schaaldeel en een tweede vezelversterkt schaaldeel, elk gevormd uit een tweede thermoplastische vezelcomposiet omvattende een thermoplastische matrix en vezels. De versmolten verbinding omvat een overlap tussen het eerste holle buisdeel en het tweede holle buisdeel. De overlap omvat bij voorkeur ten minste een versmolten eindgedeelte van het eerste holle buisdeel dat een gedeelte van de tweede holle buis overlapt, of een eindgedeelte van het tweede holle buisdeel dat een gedeelte van het eerste holle buisdeel overlapt, waarbij de ingebedde structuur van vezels van het eerste holle buisdeel ter plaatse van de overlap een overlap (een naad of grens) tussen de holle buisdelen kruist. Optioneel of aanvullend kruisen de vezels of bundels vezels in de ingebedde structuur van vezels de naad tussen het eerste holle buisdeel en het tweede holle buisdeel onder een hoek in een bereik tussen 30 en 90 graden.
Zoals beschreven met betrekking tot de fabricagemethode, kan het eerste holle buisdeel bij voorkeur een naadloze holle buis zijn. Evenzo kan het eerste holle buisdeel bij voorkeur een gevlochten vezelstructuur omvatten die in wezen rond het buisdeel is aangebracht. Verder zal het duidelijk zijn dat een buitendiameter van het eerste holle buisdeel bij voorkeur kleiner is dan een buitendiameter van het tweede holle buisdeel met een factor van ten minste twee. In sommige uitvoeringsvormen omvat het fietsframe een laag van een thermoplastisch materiaal tussen het eerste en tweede holle buisdeel, welke bij voorkeur hetzelfde thermoplastische materiaal als het thermoplastische matrixmateriaal van het eerste holle buisdeel en / of de schaaldelen omvat. Deze laag is aangebracht bij de verbinding tussen de holle delen om de hechting tussen de onderdelen te verbeteren.
Voor de duidelijkheid en voor een beknopte beschrijving worden kenmerken hierin beschreven als onderdeel van dezelfde of van afzonderlijke uitvoeringen, maar het zal duidelijk zijn dat de reikwijdte van de uitvinding ook uitvoeringen kan omvatten met combinaties van alle of enkele van de beschreven kenmerken.
Bij het interpreteren van de bijgevoegde conclusies dient te worden begrepen dat het woord "omvattende" de aanwezigheid van andere elementen of handelingen dan die welke in een bepaalde conclusie zijn opgesomd niet uitsluit; het woord "een", "de" of "het" dat aan een element voorafgaat, sluit de aanwezigheid van een aantal van dergelijke elementen niet uit; eventuele verwijzingstekens in de conclusies beperken hun reikwijdte niet; meerdere "middelen" kunnen worden vertegenwoordigd door dezelfde of verschillende item(s) of geïmplementeerde structuren of functies; elk van de beschreven inrichtingen of delen daarvan kan worden gecombineerd of gescheiden in verdere delen, tenzij specifiek anders vermeld. Waar de ene conclusie verwijst naar een andere conclusie, kan dit wijzen op synergetisch voordeel dat wordt bereikt door de combinatie van hun respectieve kenmerken. Het enkele feit dat bepaalde maatregelen in onderling verschillende conclusies worden vermeld, betekent niet dat een combinatie van deze maatregelen ook niet tot voordeel kan worden gebruikt. De onderhavige uitvoeringsvormen kunnen dus alle werkcombinaties van de conclusies omvatten waarin elke conclusie in principe kan verwijzen naar elke voorgaande conclusie, tenzij duidelijk uitgesloten door de context.

Claims (17)

CONCLUSIES
1. Werkwijze voor het vervaardigen van een fietsframe (100), de werkwijze omvattende: — het verschaffen van een eerste hol buisdeel (10) omvattende een eerste vezelversterkt thermoplastisch composiet omvattende een thermoplastische polymeermatrix (11) en een ingebedde structuur van vezels (12); — het verschaffen van ten minste een eerste vezelversterkt schaaldeel (21) en een tweede vezelversterkt schaaldeel (22) die elk een tweede thermoplastische vezelcomposiet omvatten omvattende een thermoplastische polymeermatrix en vezels; — het positioneren van het eerste vezelversterkte schaaldeel grenzend aan het tweede vezelversterkte schaaldeel over een naad (S) om een tweede hol buisdeel (20) te vormen; — het inbrengen van een einddeel van het eerste holle buisdeel in het tweede holle buisdeel, of het inbrengen van een einddeel van het tweede holle buisdeel in het eerste holle buisdeel, waarbij een overlap ontstaat tussen het eerste holle buisdeel en de vezelversterkte schaal delen waarbij ter plaatse van de overlap (30) de ingebedde structuur van vezels (11) van het eerste holle buisdeel een grens (B) tussen het eerste holle buisdeel en het tweede holle buisdeel van schaaldelen kruist; en — het aan elkaar verbinden van het eerste vezelversterkte schaaldeel, het tweede vezelversterkte schaaldeel en het eerste holle buisdeel in genoemde relatieve positie tot elkaar, waarbij het verbinden omvat: het verwarmen van het eerste holle buisdeel en de vezelversterkte schaaldelen ten minste bij een positie van de overlap tot een temperatuur boven een verwekingstemperatuur van de eerste en tweede thermoplastische vezelcomposiet; en het onder druk consolideren van de verwarmde eerste en tweede thermoplastische vezelcomposiet om een versmolten verbinding tussen de holle buisdelen te vormen.
2. De werkwijze volgens conclusie 1, waarbij het eerste holle buisdeel een naadloos hol buisdeel is.
3. De werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij het eerste holle buisdeel een gevlochten of gewikkelde vezelstructuur (13) omvat die in wezen rondom de buis is aangebracht.
4. De werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het eerste holle buisdeel wordt gevormd in afzonderlijke verwarmings- en consolidatiestappen van een gevlochten vezelstructuur die thermoplastische vezels en versterkende vezels omvat.
35. De werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij een buitendiameter (D10) van het eerste holle buisdeel kleiner is dan een buitendiameter (D20) van het tweede holle buisdeel met een factor van ten minste twee.
6. De werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij tijdens het versmelten de schaaldelen en het eerste holle buisdeel tenminste ter plaatse van de overlap worden omsloten door een buitenmal.
7. De werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, omvattende het verschaffen van een drukmedium binnen het eerste en / of het tweede holle buisdeel en het uitoefenen van een hydrostatische druk in een bereik tussen ongeveer één en ongeveer negen bar.
8. De werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, omvattende het verschaffen van een laag (40), bijvoorbeeld een strook, van een thermoplastisch materiaal, bij voorkeur hetzelfde thermoplastische materiaal als het thermoplastische matrixmateriaal van het eerste holle buisdeel en / of de schaaldelen, tussen het eerste en het tweede holle buisdeel.
9. De werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij vezels of bundels van vezels vervat in de ingebedde structuur van vezels de naad tussen het eerste holle buisdeel en de schaaldelen kruisen onder een hoek in een bereik tussen 30 en 90 graden.
10. De werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij ten minste één van de schaaldelen is voorzien van een tong (25) om een overlap langs de naad tussen de schaaldelen te verschaffen.
11. De werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de werkwijze voor het vervaardigen van een fietsframe wordt toegepast om één of meer van de volgende vormen te vormen: - een verbinding tussen een zadelpen of zitbuis en het frame; - een verbinding tussen een balhoofdbuis en de voorvorkdelen van het frame; - een verbinding tussen een vorkblad en een stuurbuis; en - een verbinding tussen de liggende of staande achtervork en het frame.
12. Een fietsframe, bij voorkeur verkrijgbaar door de werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het fietsframe een versmolten verbinding omvat tussen: o een eerste hol buisdeel dat een eerste vezelversterkte thermoplastische composiet omvat die een thermoplastische matrix en een ingebedde structuur van vezels omvat; en o een tweede hol buisdeel omvattende ten minste een eerste vezelversterkt schaaldeel en een tweede vezelversterkt schaaldeel, elk omvattende een tweede vezelversterkte thermoplastische composiet omvattende een thermoplastische matrix en vezels; waarbij de versmolten verbinding een overlap omvat tussen het eerste holle buisdeel en het tweede holle buisdeel gevormd uit: een eindgedeelte van het eerste holle buisdeel dat de tweede holle buis overlapt, of uit een eindgedeelte van het tweede holle buisdeel dat het eerste holle buisdeel overlapt, waarbij de mgebedde structuur van vezels van het eerste holle buisdeel ter plaatse van de de overlap een grens tussen de holle buisdelen kruist.
13. Het fietsframe volgens conclusie 12, waarbij het eerste holle buisdeel een naadloze holle buis is.
14. Het fietsframe volgens conclusie 12 of 13, waarbij het eerste holle buisdeel een gevlochten vezelstructuur omvat die in wezen rondom het buisdeel is aangebracht.
15. Het fietsframe volgens één van de conclusies 12-14, waarbij een buitendiameter van het eerste holle buisdeel kleiner is dan een buitendiameter van het tweede holle buisdeel met een factor van ten minste twee.
16. Het fietsframe volgens een van de conclusies 12-15, omvattende een laag van een thermoplastisch materiaal tussen het eerste en het tweede holle buisdeel en die bij voorkeur hetzelfde thermoplastische materiaal omvat als het thermoplastische matrixmateriaal van het eerste holle buisdeel en / of van de schaaldelen.
17. Het fietsframe volgens een van de conclusies 12-16, waarbij vezels of vezel bundels die zijn vervat in de ingebedde structuur van vezels de naad tussen het eerste holle buisdeel en het tweede holle buisdeel kruisen onder een hoek in een bereik tussen 30 en 90 graden.
BE20205314A 2020-05-08 2020-05-08 Fietsframe en werkwijze voor de vervaardiging BE1028283B1 (nl)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE20205314A BE1028283B1 (nl) 2020-05-08 2020-05-08 Fietsframe en werkwijze voor de vervaardiging
PCT/EP2021/062155 WO2021224460A1 (en) 2020-05-08 2021-05-07 Bicycle frame and method for manufacturing
US17/997,754 US20230219649A1 (en) 2020-05-08 2021-05-07 Bicycle frame and method for manufacturing
TW110116490A TW202208223A (zh) 2020-05-08 2021-05-07 自行車框架及製造方法
CN202180032792.9A CN115768684A (zh) 2020-05-08 2021-05-07 自行车框架及其制造方法
EP21724654.5A EP4146531A1 (en) 2020-05-08 2021-05-07 Bicycle frame and method for manufacturing
CA3176649A CA3176649A1 (en) 2020-05-08 2021-05-07 Bicycle frame and method for manufacturing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE20205314A BE1028283B1 (nl) 2020-05-08 2020-05-08 Fietsframe en werkwijze voor de vervaardiging

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BE1028283A1 BE1028283A1 (nl) 2021-12-03
BE1028283B1 true BE1028283B1 (nl) 2021-12-06

Family

ID=71995754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE20205314A BE1028283B1 (nl) 2020-05-08 2020-05-08 Fietsframe en werkwijze voor de vervaardiging

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230219649A1 (nl)
EP (1) EP4146531A1 (nl)
CN (1) CN115768684A (nl)
BE (1) BE1028283B1 (nl)
CA (1) CA3176649A1 (nl)
TW (1) TW202208223A (nl)
WO (1) WO2021224460A1 (nl)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10967585B2 (en) 2017-03-16 2021-04-06 Guerrilla Industries LLC Composite structures and methods of forming composite structures
US11572124B2 (en) 2021-03-09 2023-02-07 Guerrilla Industries LLC Composite structures and methods of forming composite structures
CA215475S (en) * 2022-04-12 2024-05-09 Decathlon Sa Bicycle frame
CA215476S (en) * 2022-04-12 2024-05-09 Decathlon Sa Bicycle frame
USD1028802S1 (en) * 2022-06-20 2024-05-28 Toolbike Ag Bicycle frame
USD1026737S1 (en) * 2022-11-18 2024-05-14 Wu He Bicycle
USD1024855S1 (en) * 2022-11-28 2024-04-30 Qiang Chen Electric bicycle

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0352663A2 (de) * 1988-07-25 1990-01-31 Look S.A. Verfahren zur Herstellung einer Fahrradgabel und nach diesem Verfahren hergestellte Fahrradgabel
US5464240A (en) * 1994-01-31 1995-11-07 Genesis Composites, L.C. Hollow shell frames for bicycles and other human-powered vehicles and method for making same
US5609349A (en) * 1994-08-22 1997-03-11 Advanced Composites, Inc. Vehicle Fork
DE102013223298A1 (de) * 2013-11-15 2015-05-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Rahmen für ein Motorrad
US20180186085A1 (en) * 2014-06-04 2018-07-05 Rehau Ag + Co Method for manufacturing plastic pedelec frames, and accordingly manufactured pedelec frame
EP3595853A1 (en) * 2017-03-16 2020-01-22 Guerrilla Industries LLC Composite structures and methods of forming composite structures

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4900048A (en) 1987-10-02 1990-02-13 Gleb Derujinsky Integral seamless composite bicycle frame
JP2508562B2 (ja) 1992-01-10 1996-06-19 ヤマハ株式会社 繊維強化熱可塑性樹脂成形品の製法
BE1024565B1 (nl) 2016-09-15 2018-04-17 Rein4Ced Besloten Vennootschap Met Beperkte Aansprakelijkheid Hybride composiet

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0352663A2 (de) * 1988-07-25 1990-01-31 Look S.A. Verfahren zur Herstellung einer Fahrradgabel und nach diesem Verfahren hergestellte Fahrradgabel
US5464240A (en) * 1994-01-31 1995-11-07 Genesis Composites, L.C. Hollow shell frames for bicycles and other human-powered vehicles and method for making same
US5609349A (en) * 1994-08-22 1997-03-11 Advanced Composites, Inc. Vehicle Fork
DE102013223298A1 (de) * 2013-11-15 2015-05-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Rahmen für ein Motorrad
US20180186085A1 (en) * 2014-06-04 2018-07-05 Rehau Ag + Co Method for manufacturing plastic pedelec frames, and accordingly manufactured pedelec frame
EP3595853A1 (en) * 2017-03-16 2020-01-22 Guerrilla Industries LLC Composite structures and methods of forming composite structures

Also Published As

Publication number Publication date
BE1028283A1 (nl) 2021-12-03
TW202208223A (zh) 2022-03-01
WO2021224460A1 (en) 2021-11-11
US20230219649A1 (en) 2023-07-13
EP4146531A1 (en) 2023-03-15
CN115768684A (zh) 2023-03-07
CA3176649A1 (en) 2021-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BE1028283B1 (nl) Fietsframe en werkwijze voor de vervaardiging
JP6966848B2 (ja) 補強材を有する複合構造体及びその製造方法
AU2020201610B2 (en) Fabrication of composite laminates using temporarily stitched preforms
JP4060981B2 (ja) ガスタービンの静翼構造体及びそのユニット
EP2902179B1 (en) Radius filler and method of manufacturing same
KR101900967B1 (ko) 부드러운 런아웃부들을 구비한 일체로 형성된 보강재들을 가진 복합 구조물들 및 이를 만드는 방법
JP6251473B2 (ja) 安定化されたドライプリフォーム及び方法
JP2001510746A (ja) 熱可塑性マトリックスを有する複合材料から成る航空機胴体部等の大寸法のパーツの組立方法
US5132070A (en) Process for the manufacture of composite parts
US20030219578A1 (en) Sheet moulding compound (SMC) with ventilating structure for entrapped gases
AU2001293967A1 (en) Sheet moulding compound (SMC) with ventilating structure for entrapped gases
WO2013001458A2 (en) Preforming pre-preg
US5122210A (en) Process for producing a bicycle frame made of fiber-reinforced plastics
US20160332392A1 (en) Method of forming composite structures
US6823918B2 (en) Integrally reinforced composite sandwich joint and process for making the same
JP2015530944A (ja) 複合構造体を製造する方法および装置
CN106273537A (zh) 一种套管连接方法及制件
CN105805533A (zh) 构件及其制造方法和装置
EP1378433A1 (en) Hollow bicycle crank
JP2005313455A (ja) 多軸織物及びその製造方法、プリフォーム材、繊維強化プラスチック成形品
WO1986003451A1 (en) A method of making complex shapes from flat fibre reinforced thermoplastics material composites
JP2685549B2 (ja) 繊維強化プラスチック製トラス構造体の製造法
EP3582961B1 (en) Composite product
WO1996007533A1 (en) Method of making composite product of tubular structure using clamshell mold
WO2017151603A1 (en) Methods for fabricating preforms for high performance ultra-long fiber reinforced thermoplastic tubing

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Effective date: 20211206