CN102198777A - 复合材轮圈制法 - Google Patents
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Abstract
本发明所提供的制法是用来制造一种具有胎槽的复合材轮圈，该复合材轮圈具有一个环形内框及一个环形外框，该外框环设有该胎槽，该胎槽具有一个朝外的开口，该制法包括下列步骤：(一)取呈环状的胎槽模，该胎槽模的截面概与该胎槽相对应，另取至少一张复合纤维布缠绕该胎槽模截面的完整周缘，令该环状的胎槽模被该复合纤维布完整缠绕若干层，形成预成型外框；(二)将该预成型外框经加热加压方法形成外框初坯；(三)以切削方法在该外框初坯上开设该胎槽的开口。借此，得到一种具有较佳结构强度的复合材轮圈。
Description
技术领域
本发明是关于一种复合材轮圈的制造方法，特别是关于一种自行车用复合材轮圈的制造方法。
背景技术
公知复合材轮圈具有轻量化、负载佳等优点，而成为许多高价自行车所常用。
为制造上述复合材轮圈，已有技术是将复合材纤维布一层一层排迭出该复合材轮圈的大致外型后，再以加热加压手段成型。
但是，利用此法所制得轮圈常因纤维布排迭过程中不平顺而导致结构强度下降，例如该轮圈的外框侧壁即容易因煞车块摩擦后，升温导致变形、外开等结构上损坏问题。
因此，如何进一步提高复合材轮圈强度、避免轮圈变形缺失，为本业界人士亟待努力的方向。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种具有较佳结构强度的复合材轮圈制法。
为了达成上述目的，本发明提供一种复合材轮圈制法，其是用来制造具有胎槽的复合材轮圈，该复合材轮圈具有一个环形内框及一个环形外框，该外框环设有该胎槽，该胎槽具有一个朝外的开口，该制法包括下列步骤：
(一)取呈环状的胎槽模，该胎槽模的截面概与该胎槽相对应，另取至少一张复合纤维布缠绕该胎槽模截面的完整周缘，令该环状的胎槽模被该复合纤维布完整缠绕若干层，形成预成型外框；
(二)将该预成型外框经加热加压方法形成外框初胚；
(三)以切削方法在该外框初胚上开设该胎槽的开口。
本发明还包括另一种复合材轮圈制法，其是用来制造具有胎槽的复合材轮圈，该复合材轮圈具有一个环形内框及一个环形外框，该外框环设有该胎槽，该胎槽具有一个朝外的开口，该制法包括下列步骤：
(一)取呈环状的胎槽模，该胎槽模的截面概与该胎槽相对应，另取至少一张复合纤维布缠绕该胎槽模截面的完整周缘，令该环状的胎槽模被该复合纤维布完整缠绕若干层，形成预成型外框；
(二)取该预成型外框，另以其它复合纤维布自该预成型外框排列出该轮圈的外型，形成预成型轮圈；
(三)以加热加压方法将该预成型轮圈一体成型，形成轮圈初胚；
(四)取该轮圈初胚，以切削方法开设该胎槽的开口。
本发明还包括又一种复合材轮圈制法，其是用来制造具有胎槽的复合材轮圈，该复合材轮圈具有一个环形内框及一个环形外框，该外框环设有该胎槽，该胎槽具有一个朝外的开口，该制法包括下列步骤：
(一)取呈环状的胎槽模，该胎槽模的截面概与该胎槽相对应，另取至少一张复合纤维布缠绕该胎槽模截面的完整周缘，令该环状的胎槽模被该复合纤维布完整缠绕若干层，形成预成型外框；
(二)取其它复合纤维布形成预成型内框，并将该预成型内框经加热加压手段形成内框初胚；
(三)再取其它复合纤维布将该预成型外框与该内框初胚结合成该轮圈的外型，形成预成型轮圈；
(四)再以加热加压方法将该预成型轮圈一体成型，形成轮圈初胚；
(五)取该轮圈初胚，以切削方法开设该胎槽的开口。
本发明还包括第四种复合材轮圈制法，其是用来制造具有胎槽的复合材轮圈，该复合材轮圈具有一个环形内框及一个环形外框，该外框环设有该胎槽，该胎槽具有一个朝外的开口，该制法包括下列步骤：
(一)取呈环状的胎槽模，该胎槽模的截面概与该胎槽相对应，另取至少一张复合纤维布缠绕该胎槽模截面的完整周缘，令该环状的胎槽模被该复合纤维布完整缠绕若干层，形成预成型外框；
(二)将该预成型外框经加热加压方法形成外框初胚；
(三)取该外框初胚，另以其它复合纤维布自该外框初胚排列出该轮圈的外型，形成预成型轮圈；
(四)以加热加压方法将该预成型轮圈一体成型，形成轮圈初胚；
(五)取该轮圈初胚，以切削方法开设该胎槽的开口。
本发明还包括第五种复合材轮圈制法，其是用来制造具有胎槽的复合材轮圈，该复合材轮圈具有一个环形内框及一个环形外框，该外框环设有该胎槽，该胎槽具有一个朝外的开口，该制法包括下列步骤：
(一)取呈环状的胎槽模，该胎槽模的截面概与该胎槽相对应，另取至少一张复合纤维布缠绕该胎槽模截面的完整周缘，令该环状的胎槽模被该复合纤维布完整缠绕若干层，形成预成型外框；
(二)将该预成型外框经加热加压方法形成外框初胚；
(三)取该外框初胚，以切削方法开设该胎槽的开口；
(四)取该外框初胚，另以其它复合纤维布自该外框初胚排列出该轮圈的外型，形成预成型轮圈；
(五)以加热加压方法将该预成型轮圈一体成型，形成轮圈初胚。
本发明还包括第六种复合材轮圈制法，其是用来制造具有胎槽的复合材轮圈，该复合材轮圈具有一个环形内框及一个环形外框，该外框环设有该胎槽，该胎槽具有一个朝外的开口，该制法包括下列步骤：
(一)取呈环状的胎槽模，该胎槽模的截面概与该胎槽相对应，另取至少一张复合纤维布缠绕该胎槽模截面的完整周缘，令该环状的胎槽模被该复合纤维布完整缠绕若干层，形成预成型外框；
(二)将该预成型外框经加热加压方法形成外框初胚；
(三)取其它复合纤维布形成预成型内框，并将该预成型内框经加热加压手段形成内框初胚；
(四)再取其它复合纤维布将该外框初胚与该内框初胚结合成该轮圈的外型，形成预成型轮圈；
(五)再以加热加压方法将该预成型轮圈一体成型，形成轮圈初胚；
(六)取该轮圈初胚，以切削方法开设该胎槽的开口。
本发明还包括第七种复合材轮圈制法，其是用来制造具有胎槽的复合材轮圈，该复合材轮圈具有一个环形内框及一个环形外框，该外框环设有该胎槽，该胎槽具有一个朝外的开口，该制法包括下列步骤：
(一)取呈环状的胎槽模，该胎槽模的截面概与该胎槽相对应，另取至少一张复合纤维布缠绕该胎槽模截面的完整周缘，令该环状的胎槽模被该复合纤维布完整缠绕若干层，形成预成型外框；
(二)将该预成型外框经加热加压方法形成外框初胚；
(三)取该外框初胚，以切削方法开设该胎槽的开口；
(四)取其它复合纤维布形成预成型内框，并将该预成型内框经加热加压手段形成内框初胚；
(五)再取其它复合纤维布将该外框初胚与该内框初胚结合成该轮圈的外型，形成预成型轮圈；
(六)再以加热加压方法将该预成型轮圈一体成型，形成轮圈初胚。
如上所述的复合材轮圈制法，其中，该胎槽模呈实心，且该胎槽模并在该胎槽开口开设后与该轮圈分离。
如上所述的复合材轮圈制法，其中，该胎槽模呈空心。
如上所述的复合材轮圈制法，其中，该轮圈更包括至少一个环状设置的辅助肋。
本发明的有益效果在于，本发明上述制法制备的复合材轮圈由于至少该外框部分是以复合纤维布缠绕方式所形成，其结构较为紧致，具有较佳强度，而可相当幅度地提高该复合材轮圈的强度，并减少其变形损坏的问题发生。
附图说明
图1为本发明第一实施例的部分立体图。
图2为本发明第一实施例胎槽模的剖面图。
图3为本发明第一实施例预成型外框的剖面图。
图4为本发明第一实施例预成型外框的示意图。
图5为本发明第一实施例预成型轮圈的剖面图。
图6为本发明第一实施例预成型轮圈加热加压前的剖面示意图。
图7为本发明第一实施例经加热加压形成轮圈初胚的剖面示意图。
图8为本发明第一实施例轮圈初胚经切削开设胎槽开口的剖面示意图。
图9为本发明第一实施例胎槽模完全脱离轮圈初胚的剖面示意图。
图10为本发明第一实施例轮圈初胚的剖面图。
图11为本发明第二实施例的部分立体图。
图12为本发明第二实施例胎槽模的剖面图。
图13为本发明第二实施例预成型轮圈的剖面图。
图14为本发明第二实施例轮圈初胚的剖面图。
【主要元件符号说明】
1：复合材轮圈 14：辅助肋
2：预成型轮圈 20：内框
3：轮圈初胚 21：心模
10：胎槽 30：外框
11：胎槽模 31；预成型外框
12、13：复合纤维布
具体实施方式
以下将通过数个较佳实施例说明本发明的制造流程及其预期达成的功效，惟非用以限制本发明所欲保护的范畴。
首先，请参考图1。本发明的复合材轮圈制法是用来制造一种具有胎槽10的复合材轮圈1，该复合材轮圈1具有环形内框20及环形外框30，该外框30环设有该胎槽10，该胎槽10具有一个径向朝外的开口，借此可供一轮胎设置于该轮圈上。
在本实施例中，该制法包括下列步骤：
(一)请参考图2及图3。取一呈环状的胎槽模11，该胎槽模11的截面概与该胎槽10相对应，另取至少一张复合纤维布12缠绕该胎槽模11截面的完整周缘，其缠绕方式可如图4所示而斜向缠绕该胎槽模11，且该复合纤维布12每环绕该胎槽模11截面完整一圈的段落较佳者是与其相邻段落部分重迭，令该环状的胎槽模11被该至少一张复合纤维布12完整缠绕若干层，形成预成型外框31；其中，上述复合纤维布12可为碳纤维、玻璃纤维或克维拉纤维所交织而成；
(二)如图5所示，取该预成型外框31，另以其它复合纤维布13自该预成型外框31排列出该轮圈的外型，形成预成型轮圈2；在本实施例中，该预成型轮圈2中包括一心模21，该心模21可为气袋或硅胶等材质，而上述复合纤维布13可以层状堆迭方式形成该预成型轮圈2，或在该心模21及预成型外框31的完整周缘再次缠绕，且为了强化该轮圈1的强度及其它目的，该预成型轮圈2内另包覆设置有至少一个环状设置的辅助肋14，该辅助肋14例如是以复合纤维材质，如碳纤维、玻璃纤维或克维拉纤维、或刚性材质如铝等材质制成；
(三)如图6、图7所示，将上述预成型轮圈2置于成型模具内，以加热加压方法将该预成型轮圈2一体成型，形成轮圈初胚3；
(四)如图8至图10所示，取该轮圈初胚3，以切削方法开设该胎槽10的开口，上述切削方法例如为车削或铣削，而因本实施例的胎槽模11呈实心，则较佳者于切削该开口后，该胎槽模11的其余部分亦一并取出该胎槽10，或以其它破坏方法，如切削方法等，使之与该轮圈分离；为了便利胎槽模11取出，该胎槽模11更可为多个弧状段落组成一完整环圈状。
又，请参考图11至图14。在本发明的第二实施例中，其步骤概与上述实施例类似，只是本实施例的胎槽模11采用空心设计，则当完成轮圈初胚3后，利用切削方法开设胎槽10开口后，该胎槽10即可直接被该剩下的胎槽模所围构，即部分胎槽模可留置在轮圈中而不取出，并成为胎槽壁的一部分。当然，在其它可能实施方式中，即便该胎槽模是空心状，其同样可以完全与轮圈分离而不遗留在胎槽内。
在本发明第三实施例中，是取其它复合纤维布形成预成型内框，并将该预成型内框经加热加压手段形成内框初胚，而后再取其它复合纤维布将该前述预成型外框与该内框初胚结合成该轮圈的外型，并以加热加压方法再次将该预成型轮圈一体成型，形成轮圈初胚，最后再以切削方法开设该胎槽开口。
在本发明第四实施例中，是将前述预成型外框单独先经加热加压方法形成一外框初胚，而后再取其它复合纤维布自该外框初胚排列出该轮圈的外型，形成预成型轮圈，后以加热加压方法将该预成型轮圈一体成型，形成轮圈初胚，再以切削方法开设该胎槽开口。
本发明的第五实施例，是与第四实施例相似，只是其是将第四实施例所述外框初胚先行以切削方法开设该胎槽的开口后，才形成该预成型轮圈，后再经加热加压方法将该预成型轮圈一体成型成轮圈初胚。
在本发明第六实施例中，主要是以加热加压方法分别形成外框初胚及内框初胚，后再取复合纤维布将该外框初胚及内框初胚结合成该轮圈的外型，形成预成型轮圈，经加热加压手段形成轮圈初胚后，再以切削方法开设该胎槽的开口。
本发明第七实施例与第六实施例相似，只是其是将第六实施例所述外框初胚先行以切削方法开设该胎槽的开口后，才形成该预成型轮圈，后再经加热加压方法形成轮圈初胚。
其中，上述轮圈初胚并可再经后续表面处理，如补土、抛光、上漆等工续，令该轮圈外型平整，以符合市场需求。
本发明通过将复合材轮圈的至少部分外框采缠绕方式形成，首先可使复合纤维布更紧实地缠绕而有效提升轮圈强度，且该胎槽模的设置并可确保加热加压成型后的外框尺寸稳定性高，避免扭曲变形而产生不良品，后并直接以切削方式形成该胎槽开口，上述制法可有效改善习用外框侧壁易因受压、受热而外扩、变形，造成结构强度减弱等问题，因此本发明通过强化该轮圈的结构强度，而进一步地提升行车安全，乃确确实实地具有增进的功效。
Claims (10)
1.一种复合材轮圈制法，其是用来制造具有胎槽的复合材轮圈，该复合材轮圈具有一个环形内框及一个环形外框，该外框环设有该胎槽，该胎槽具有一个朝外的开口，其特征在于，该制法包括下列步骤：
(一)取呈环状的胎槽模，该胎槽模的截面概与该胎槽相对应，另取至少一张复合纤维布缠绕该胎槽模截面的完整周缘，令该环状的胎槽模被该复合纤维布完整缠绕若干层，形成预成型外框；
(二)将该预成型外框经加热加压方法形成外框初胚；
(三)以切削方法在该外框初胚上开设该胎槽的开口。
2.一种复合材轮圈制法，其是用来制造具有胎槽的复合材轮圈，该复合材轮圈具有一个环形内框及一个环形外框，该外框环设有该胎槽，该胎槽具有一个朝外的开口，其特征在于，该制法包括下列步骤：
(一)取呈环状的胎槽模，该胎槽模的截面概与该胎槽相对应，另取至少一张复合纤维布缠绕该胎槽模截面的完整周缘，令该环状的胎槽模被该复合纤维布完整缠绕若干层，形成预成型外框；
(二)取该预成型外框，另以其它复合纤维布自该预成型外框排列出该轮圈的外型，形成预成型轮圈；
(三)以加热加压方法将该预成型轮圈一体成型，形成轮圈初胚；
(四)取该轮圈初胚，以切削方法开设该胎槽的开口。
3.一种复合材轮圈制法，其是用来制造具有胎槽的复合材轮圈，该复合材轮圈具有一个环形内框及一个环形外框，该外框环设有该胎槽，该胎槽具有一个朝外的开口，其特征在于，该制法包括下列步骤：
(一)取呈环状的胎槽模，该胎槽模的截面概与该胎槽相对应，另取至少一张复合纤维布缠绕该胎槽模截面的完整周缘，令该环状的胎槽模被该复合纤维布完整缠绕若干层，形成预成型外框；
(二)取其它复合纤维布形成预成型内框，并将该预成型内框经加热加压手段形成内框初胚；
(三)再取其它复合纤维布将该预成型外框与该内框初胚结合成该轮圈的外型，形成预成型轮圈；
(四)再以加热加压方法将该预成型轮圈一体成型，形成轮圈初胚；
(五)取该轮圈初胚，以切削方法开设该胎槽的开口。
4.一种复合材轮圈制法，其是用来制造具有胎槽的复合材轮圈，该复合材轮圈具有一个环形内框及一个环形外框，该外框环设有该胎槽，该胎槽具有一个朝外的开口，其特征在于，该制法包括下列步骤：
(一)取呈环状的胎槽模，该胎槽模的截面概与该胎槽相对应，另取至少一张复合纤维布缠绕该胎槽模截面的完整周缘，令该环状的胎槽模被该复合纤维布完整缠绕若干层，形成预成型外框；
(二)将该预成型外框经加热加压方法形成外框初胚；
(三)取该外框初胚，另以其它复合纤维布自该外框初胚排列出该轮圈的外型，形成预成型轮圈；
(四)以加热加压方法将该预成型轮圈一体成型，形成轮圈初胚；
(五)取该轮圈初胚，以切削方法开设该胎槽的开口。
5.一种复合材轮圈制法，其是用来制造具有胎槽的复合材轮圈，该复合材轮圈具有一个环形内框及一个环形外框，该外框环设有该胎槽，该胎槽具有一个朝外的开口，其特征在于，该制法包括下列步骤：
(一)取呈环状的胎槽模，该胎槽模的截面概与该胎槽相对应，另取至少一张复合纤维布缠绕该胎槽模截面的完整周缘，令该环状的胎槽模被该复合纤维布完整缠绕若干层，形成预成型外框；
(二)将该预成型外框经加热加压方法形成外框初胚；
(三)取该外框初胚，以切削方法开设该胎槽的开口；
(四)取该外框初胚，另以其它复合纤维布自该外框初胚排列出该轮圈的外型，形成预成型轮圈；
(五)以加热加压方法将该预成型轮圈一体成型，形成轮圈初胚。
6.一种复合材轮圈制法，其是用来制造具有胎槽的复合材轮圈，该复合材轮圈具有一个环形内框及一个环形外框，该外框环设有该胎槽，该胎槽具有一个朝外的开口，其特征在于，该制法包括下列步骤：
(一)取呈环状的胎槽模，该胎槽模的截面概与该胎槽相对应，另取至少一张复合纤维布缠绕该胎槽模截面的完整周缘，令该环状的胎槽模被该复合纤维布完整缠绕若干层，形成预成型外框；
(二)将该预成型外框经加热加压方法形成外框初胚；
(三)取其它复合纤维布形成预成型内框，并将该预成型内框经加热加压手段形成内框初胚；
(四)再取其它复合纤维布将该外框初胚与该内框初胚结合成该轮圈的外型，形成预成型轮圈；
(五)再以加热加压方法将该预成型轮圈一体成型，形成轮圈初胚；
(六)取该轮圈初胚，以切削方法开设该胎槽的开口。
7.一种复合材轮圈制法，其是用来制造具有胎槽的复合材轮圈，该复合材轮圈具有一个环形内框及一个环形外框，该外框环设有该胎槽，该胎槽具有一个朝外的开口，其特征在于，该制法包括下列步骤：
(一)取呈环状的胎槽模，该胎槽模的截面概与该胎槽相对应，另取至少一张复合纤维布缠绕该胎槽模截面的完整周缘，令该环状的胎槽模被该复合纤维布完整缠绕若干层，形成预成型外框；
(二)将该预成型外框经加热加压方法形成外框初胚；
(三)取该外框初胚，以切削方法开设该胎槽的开口；
(四)取其它复合纤维布形成预成型内框，并将该预成型内框经加热加压手段形成内框初胚；
(五)再取其它复合纤维布将该外框初胚与该内框初胚结合成该轮圈的外型，形成预成型轮圈；
(六)再以加热加压方法将该预成型轮圈一体成型，形成轮圈初胚。
8.如权利要求1至7中任一项所述的复合材轮圈制法，其特征在于，所述胎槽模呈实心，且该胎槽模并在该胎槽开口开设后与该轮圈分离。
9.如权利要求1至7中任一项所述的复合材轮圈制法，其特征在于，所述胎槽模呈空心。
10.如权利要求1至7中任一项所述的复合材轮圈制法，其特征在于，所述轮圈更包括至少一个环状设置的辅助肋。
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