CN101850818B - 一种折叠自行车车架及其制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种折叠自行车车架及制造工艺，涉及折叠自行车领域。车架包括前车架、后车架和折叠盒；折叠盒的前端埋设在前车架内；折叠盒的后端埋设在后车架内，前车架、后车架和折叠盒一体成型；所述的前车架上设有入线孔，后车架上设有出线孔，后车架内埋设有碳管；刹车钢线和变速钢线从入线孔穿入经折叠盒和碳管从出线孔穿出。本发明的车架结构质量轻、强度高，前车架和后车架对正的精度高；刹车线和变速线藏于车架内不会影响折叠自行车的正常工作。本发明的制造工艺，能够成型出强度高、质量好的车架，成型后前车架和后车架对正的精度高。

Description

一种折叠自行车车架及其制造工艺

技术领域

本发明涉及折叠自行车，特别是用碳纤维材料所制的折叠自行车车架和车架的制造工艺。 

背景技术

轻便的自行车已经成为人们的需要，要改变自行车的重量主要从车架入手，从自行车的发展过程来说，自行车车架的材料先后经过了铁合金、铝材和碳纤维几个阶段的变化，其中用碳纤维材料制造车架不仅重量轻，而且强度能够达到使用的要求，因此，用碳纤维材料作为自行车车架将成为自行车行业的重点发展方向。 

折叠自行车车架的成型也经历了几个阶段，传统的自行车车架是分体成型，然后将各成型部件胶合或焊接在一起，这种成型方法虽然容易实现，但是，制造车架的工艺步骤繁多，而且在胶合或焊接处容易形成应力集中，车架的强度低，并且，车架的流线型不好，自行车在行走时阻力大，外观也不美观。为了克服上述制造方法的缺陷，随后出现了前车架、后车架分别一体成型，然后将前车架和后车架胶合或焊接到折叠盒上，这种制造方法能够克服传统方法的一些缺陷，但也存在不足之处，如：当将前车架和后车架胶合或焊接到折叠盒上时，必须保证前车架和后车架完全对正，否则就会造成前车轮和后车轮发生偏离的现象，而对于胶合和焊接来说，要对正前车架和后车架是非常困难的，因此，消耗的时间多，效率低，还会出现质量不合格的现象。 

另外，对于刹车线和变速线来说，过去都是布置在车架外，后来为了美观，将刹车线和变速线内藏于车架内，在中国专利号为 200620044384.8申请日为2006.7.28授权公告日为2007年12月5日的专利文献中公开了一种自行车车架改进结构，具体公开了在碳纤维材质车架一体成型铝质中空管中可供自行车的变速线、刹车线等线体穿设，藉此可简化自行车外部结构、降低行驶风阻。上述专利文献针对的是非需折叠的自行车，而对于折叠自行车来说，在前车架和后车架之间有折叠盒，如果刹车线和变速线单单从车架中穿过，当在折叠自行车时，刹车线和变速线的长度会发生变化，因而，当没有控制刹车把或变速把时，也会出现刹车和变速的现象，严重影响自行车的正常工作。 

发明内容

本发明的第一目的是为了提供一种折叠自行车车架结构，本发明的车架结构质量轻、强度高，前车架和后车架对正的精度高；刹车钢丝和变速钢丝藏于车架内不会影响折叠自行车的正常工作。 

本发明的第二目的是为了提供一种折叠自行车车架的制造工艺，本发明的制造工艺，能够成型出强度高、质量好的车架，成型后前车架和后车架对正的精度高。 

为达到上述的第一目的，一种折叠自行车车架，包括前车架、后车架和折叠盒；所述前车架、后车架为碳纤维材料制成；折叠盒的前端的侧面上设有小孔或第一凹槽，折叠盒的前端埋设在前车架内；折叠盒的后端的外表面上设有小孔或第二凹槽，折叠盒的后端埋设在后车架内，所述的前车架、后车架和折叠盒一体成型；所述的前车架上设有入线孔，后车架上设有出线孔，后车架内埋设有碳管，碳管的一端与出线孔连通，另一端伸出后车架并伸入到折叠盒处；刹车钢丝和变速钢丝从入线孔穿入经折叠盒和碳管从出线孔穿出；位于前车架上的刹车钢丝和变速钢丝外的导管从折叠自行车前部向后延伸至折叠盒内折叠分界处，位于后车架上的刹车钢丝和变速钢丝外的导管从折叠自行车后部向前延伸至出线 孔处。 

上述结构，由于前车架和后车架都是采用碳纤维材料制成，因此，整个车架的质量轻；由于在折叠盒的前端加工了小孔或第一凹槽和折叠盒的后端都加工了小孔或第二凹槽，且碳纤维都包裹在折叠盒的前端和后端，然后一体成型，因此，前车架、后车架与折叠盒的连接强度高，整个的车架强度也高，并且前车架、后车架和折叠盒在一次成型中则已经确定，而且容易控制，因此，前车架和后车架对正的精度高，整个自行车的质量高；由于位于前车架上的刹车钢丝和变速钢丝外的导管从折叠自行车前部向后延伸至折叠盒处，位于后车架上的刹车钢丝和变速钢丝外的导管从折叠自行车后部向前延伸至出线孔处，并在折叠盒内给刹车钢丝和变速钢丝预留折叠时所需要的长度，当车架需要折叠或打开时，由于刹车钢丝和变速钢丝在折叠盒内有预留长度，因此，刹车线和变速线不会影响折叠自行车的正常工作；由于设置了碳管，方便穿入刹车钢丝和变速钢丝。 

作为改进，所述的入线孔内设有前衬套管；所述出线孔内设有后衬套管；刹车钢丝、变速钢丝外的导管穿过前衬套管和后衬套管。设置前衬套管和后衬套管，能够防止刹车线和变速线与入线孔和出线孔产生摩擦而造成磨损，提高车架的使用寿命。 

作为改进，所述的碳管内设有胶管，所述刹车钢丝和变速钢丝穿过胶管。设置胶管，当刹车钢丝和变速钢丝运动时能够防止刹车钢丝和变速钢丝与碳管产生摩擦，起到保护碳管的作用，并且，还可以消除噪音。 

作为改进，所述的后车架包括左、右叉骨和后车架本体，所述左、右叉骨和后车架本体一体成型。一次成型后车架，后车架不仅美观，而且不容易产生应力集中，强度高。 

为达到上述的第二目的，折叠自行车车架，包括前车架、后车架和折叠盒；所述前车架、后车架为碳纤维材料制成；折叠盒的前端的侧面 上设有小孔或第一凹槽，折叠盒的前端埋设在前车架内；折叠盒的后端的外表面上设有小孔或第二凹槽，折叠盒的后端埋设在后车架内，所述的前车架、后车架和折叠盒一体成型；所述的前车架上设有入线孔，后车架上设有出线孔，后车架内埋设有碳管，碳管的一端与出线孔连通，另一端伸出后车架并伸入到折叠盒处；刹车钢丝和变速钢丝从入线孔穿入经折叠盒和碳管从出线孔穿出；位于前车架上的刹车钢丝和变速钢丝外的导管从折叠自行车前部向后延伸至折叠盒内折叠分界处，位于后车架上的刹车钢丝和变速钢丝外的导管从折叠自行车后部向前延伸至出线孔处 

上述折叠自行车车架的制造工艺，包括以下步骤： 

(1)在折叠盒的前端加工出小孔或第一凹槽，在折叠盒的后端加工出小孔或第二凹槽； 

(2)在折叠盒的前端和后端外表面上进行喷砂处理； 

(3)在折叠盒的前端部上向前延伸设置前内芯，在折叠盒的后端部上向后延伸设置后内芯； 

(4)将碳纤维包裹在前内芯和后内芯上，且包裹在前内芯上的碳纤维的后端包裹在折叠盒的前端，包裹在后内芯上的碳纤维的前端包裹在折叠盒的后端上；包裹在前内芯上的碳纤维将构成成型后的前车架，包裹在后内芯上的碳纤维将构成成型后的后车架；在包裹碳纤维时预留出入线孔和出线孔，并在折叠盒的前端和后端的管内外均包裹碳纤维； 

(5)将前内芯和后内芯从包裹的碳纤维中抽出； 

(6)将折叠盒和包裹的碳纤维一起放入到成型模具中加温固化一体成型，成型的温度为160-200℃； 

(7)1小时后开模，然后，对车架的表面进行清理； 

(8)将碳管从出线孔中插入到后车架内。 

作为改进，在进行上述步骤(4)时，将前衬套管和后衬套管预镶入碳纤维内。 

作为改进，在进行上述步骤(8)后将胶管插入到碳管内。 

作为改进，将刹车钢丝和变速钢丝从前衬套管穿入经折叠盒、胶管从后衬套管穿出，前车架上的刹车钢丝和变速钢丝上的导管从前先后延伸至折叠盒，后车架上的刹车钢丝和变速钢丝上的导管从后向前延伸至后衬套管处。 

本发明的制造工艺，在折叠盒的前端加工小孔或第一凹槽和折叠盒的后端加工小孔或第二凹槽及对折叠盒的前端和后端表面进行喷砂处理，能够提高碳纤维在折叠盒的抓紧力，从而提高了前车架、后车架和折叠盒的连接强度；由于折叠盒和前车架、后车架在成型模具中一体成型，前车架、后车架和折叠盒的相互位置在一次成型中则已经确定，而且在模具中容易控制，因此，前车架和后车架对正的精度高，整个自行车的质量高。由于位于前车架上的刹车钢丝和变速钢丝外的导管从折叠自行车前部向后延伸至折叠盒处，位于后车架上的刹车钢丝和变速钢丝外的导管从折叠自行车后部向前延伸至出线孔处，并在折叠盒内给刹车钢丝和变速钢丝预留折叠时所需要的长度，当车架需要折叠或打开时，由于刹车钢丝和变速钢丝在折叠盒内有预留长度，因此，刹车线和变速线不会影响折叠自行车的正常工作；由于设置了碳管，方便穿入刹车钢丝和变速钢丝。 

附图说明

图1为折叠自行车结构图； 

图2为折叠自行车车架图； 

图3为后车架结构图； 

图4为折叠盒的结构图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。 

如图1所示，折叠自行车包括车架100、前立管200、手把300、座板立管400、座板500、前轮600、后轮700和变速机构800。前立管200的中部套在车架100的前端部内，手把300安装在前立管200的上端，前轮600通过轴承安装在前立管200的下端；座板立管400的下端安装在车架100的中部，座板500安装在座板立管400的上端；变速机构800设在车架上；后轮700通过轴承安装在车架100的后端部上；在车架的中部还设有提手900，提手900的上表面设有人体工学结构，以便于携带折叠自行车。 

在本发明中所述的“前”指的是靠近前轮600的一端，所述的“后”指的是靠近后轮700的一端。 

如图1和图2所示，车架100包括前车架1、后车架2和折叠盒3，前车架1和后车架2用碳纤维材料制成，折叠盒3用铝材制成，当然，折叠盒3还可以为其他材料；如图3所示，所述的后车架2包括左、右叉骨201、202和后车架本体203，左、右叉骨和后车架本体一体成型。如图4所示，在折叠盒3的前端和后端加工有小孔31，当然，还可以为加工在折叠盒3前端上的第一凹槽和加工在折叠盒3后端上的第二凹槽，小孔31的作用是增大前车架、后车架和折叠盒三者之间的连接强度。所述前车架1的后端包裹在折叠盒的前端上，后车架2的前端包裹在折叠盒的后端上。 

如图2所示，在前车架1上设有入线孔11，入线孔11内设有前衬套管12，前衬套管12为全通结构；在后车架2上设有出线孔21，出线孔 21内设有后衬套管22，后衬套管22为半通结构。在后车架2内设有碳管23，碳管23的后端与后衬套管连通，前端伸出后车架2延伸至折叠盒处；碳管23内设有胶管(未示出)。 

刹车钢丝和变速钢丝从入线孔11的前衬套管12穿入经折叠盒3和胶管24从出线孔内的后衬套管22穿出；位于前车架上的刹车钢丝和变速钢丝外的导管从折叠自行车前部向后延伸至折叠盒处，位于后车架上的刹车钢丝和变速钢丝外的导管从折叠自行车后部向前延伸至出线孔处。 

本发明的折叠自行车车架的制造工艺步骤为： 

(1)在折叠盒3的前端加工出小孔31或第一凹槽，在折叠盒3的后端加工出小孔31或第二凹槽； 

(2)在折叠盒3的前端和后端外表面上进行喷砂处理； 

(3)在折叠盒3的前端部上向前延伸设置前内芯，在折叠盒的后端部上向后延伸设置后内芯； 

(4)将碳纤维包裹在前内芯和后内芯上，且包裹在前内芯上的碳纤维的后端包裹在折叠盒的前端，包裹在后内芯上的碳纤维的前端包裹在折叠盒的后端上，包裹在前内芯上的碳纤维将构成成型后的前车架1，包裹在后内芯上的碳纤维将构成成型后的后车架2；在包裹碳纤维时预留出入线孔和出线孔，并将前衬套管和后衬套管预镶入碳纤维内；在包裹碳纤维时要求折叠盒3的前端和后端的管内外均包裹； 

(5)将前内芯和后内芯从包裹的碳纤维中抽出； 

(6)将折叠盒和包裹的碳纤维一起放入到成型模具中加温固化一体成型，成型的温度为200-300℃； 

(7)1小时后开模，然后，对车架的表面进行清理； 

(8)将碳管从出线孔中插入到后车架内； 

(9)将胶管插入到碳管内。 

本发明的折叠自行车车架结构，由于前车架1、后车架2和折叠盒3一体成型，因此，不仅连接的强度高，而且，三者的相互位置在成型模具中已经确定，这样，前车架和后车架的位置精度高，整个折叠自行车的质量好。 

Claims (8)

1.一种折叠自行车车架，包括前车架(1)、后车架(2)和折叠盒(3)；其特征在于：所述前车架(1)、后车架(2)为碳纤维材料制成；折叠盒(3)的前端的侧面上设有小孔(31)或第一凹槽，折叠盒(3)的前端埋设在前车架(1)内；折叠盒(3)的后端的外表面上设有小孔(31)或第二凹槽，折叠盒(3)的后端埋设在后车架(2)内，所述的前车架(1)、后车架(2)和折叠盒(3)一体成型；所述的前车架(1)上设有入线孔(11)，后车架(2)上设有出线孔(21)，后车架(2)内埋设有碳管(23)，碳管(23)的一端与出线孔(21)连通，另一端伸出后车架(2)并伸入到折叠盒(3)处；刹车钢丝和变速钢丝从入线孔(11)穿入经折叠盒(3)和碳管(23)从出线孔(21)穿出；位于前车架(1)上的刹车钢丝和变速钢丝外的导管从折叠自行车前部向后延伸至折叠盒内折叠分界处，位于后车架(2)上的刹车钢丝和变速钢丝外的导管从折叠自行车后部向前延伸至出线孔处。

2.根据权利要求1所述的折叠自行车车架，其特征在于：所述的入线孔(11)内设有前衬套管(12)；所述出线孔(21)内设有后衬套管(22)；刹车钢丝、变速钢丝外的导管穿过前衬套管(12)和后衬套管(22)。

3.根据权利要求1所述的折叠自行车车架，其特征在于：所述的碳管(23)内设有胶管，所述刹车钢丝和变速钢丝穿过胶管。

4.根据权利要求1所述的折叠自行车车架，其特征在于：所述的后车架(2)包括左、右叉骨(201、202)和后车架本体(203)，所述左、右叉骨(201、202)和后车架本体(203)一体成型。

5.一种折叠自行车车架的制造工艺，其特征在于：折叠自行车车架包括前车架(1)、后车架(2)和折叠盒(3)；所述前车架(1)、后车架(2) 为碳纤维材料制成；折叠盒(3)的前端的侧面上设有小孔(31)或第一凹槽，折叠盒(3)的前端埋设在前车架(1)内；折叠盒(3)的后端的外表面上设有小孔(31)或第二凹槽，折叠盒(3)的后端埋设在后车架(2)内，所述的前车架(1)、后车架(2)和折叠盒(3)一体成型；所述的前车架(1)上设有入线孔(11)，后车架(2)上设有出线孔(21)，后车架(2)内埋设有碳管(23)，碳管(23)的一端与出线孔(21)连通，另一端伸出后车架(2)并伸入到折叠盒(3)处；刹车钢丝和变速钢丝从入线孔(11)穿入经折叠盒(3)和碳管(23)从出线孔(21)穿出；位于前车架(1)上的刹车钢丝和变速钢丝外的导管从折叠自行车前部向后延伸至折叠盒内折叠分界处，位于后车架(2)上的刹车钢丝和变速钢丝外的导管从折叠自行车后部向前延伸至出线孔处；

折叠自行车车架的制造工艺步骤为：

(1)在折叠盒(3)的前端加工出小孔(31)或第一凹槽，在折叠盒的后端加工出小孔(31)或第二凹槽；

(2)在折叠盒(3)的前端和后端外表面上进行喷砂处理；

(3)在折叠盒(3)的前端部上向前延伸设置前内芯，在折叠盒(3)的后端部上向后延伸设置后内芯；

(4) 将碳纤维包裹在前内芯和后内芯上，且包裹在前内芯上的碳纤维的后端包裹在折叠盒(3)的前端，包裹在后内芯上的碳纤维的前端包裹在折叠盒(3)的后端上；包裹在前内芯上的碳纤维将构成成型后的前车架(1)，包裹在后内芯上的碳纤维将构成成型后的后车架(2)；在包裹碳纤维时预留出入线孔(11)和出线孔(21)，并在折叠盒(3)的前端和后端的管内外均包裹碳纤维；

(5)将前内芯和后内芯从包裹的碳纤维中抽出； 

(6)将折叠盒(3)和包裹的碳纤维一起放入到成型模具中加温固化一体成型，成型的温度为200-300℃；

(7)1小时后开模，然后，对车架的表面进行清理；

(8)将碳管(23)从出线孔(21)中插入到后车架(2)内。

6.根据权利要求5所述的折叠自行车车架制造工艺，其特征在于：在进行上述步骤(4)时，将前衬套管(12)和后衬套管(22)预镶入到碳纤维内。

7.根据权利要求6所述的折叠自行车车架制造工艺，其特征在于：在进行上述步骤(8)后将胶管插入到碳管内。

8.根据权利要求7所述的折叠自行车车架制造工艺，其特征在于：将刹车钢丝和变速钢丝从前衬套管(12)穿入经折叠盒(3)、胶管从后衬套管(22)穿出，前车架(1)上的刹车钢丝和变速钢丝上的导管从前先后延伸至折叠盒(3)，后车架(2)上的刹车钢丝和变速钢丝上的导管从后向前延伸至后衬套管(22)处。 

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