CN104627302A - 具有加强筋的一体成型碳纤维管及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供具有加强筋的一体成型碳纤维管，包括三个碳纤维内管和一个碳纤维外管，所述三个碳纤维内管成品字形排布组成一个外围呈圆形的组合管，三个碳纤维内管之间固定连接，三个碳纤维内管外壁与碳纤维外管内壁固定连接，所述三个碳纤维内管壁形成一Y形碳纤维加强筋。本发明的有益效果是增加碳纤维管的剪切强度，降低碳纤维管的重量。
Description
技术领域
本发明属于自行车制造领域，涉及一种具有加强筋的一体成型碳纤维管。本发明还涉及一种制作具有加强筋的一体成型碳纤维管的方法。
背景技术
碳纤维具有比重低、强度高的特性在自行车制造中被广泛应用，碳纤维的拉伸强度高，但剪切强度却远不及金属，在承受剪切力时易发生断裂，此缺点在碳纤维自行车上尤其明显，降低了碳纤维车架的安全性和耐久性，为了获得较强的剪切强度，碳纤维车架的管体厚度大多在5mm左右。存在增加车架重量、浪费材料等技术问题。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种具有加强筋的一体成型碳纤维管，包括三个碳纤维内管和一个碳纤维外管，所述三个碳纤维内管成品字形排布组成一个外围呈圆形的组合管，三个碳纤维内管之间固定连接，三个碳纤维内管外壁与碳纤维外管内壁固定连接，所述三个碳纤维内管壁形成一Y形碳纤维加强筋。
进一步的，所述碳纤维内管包括二个平面管壁和一个曲面管壁，二个平面管壁的夹角为120°，三个内管曲面管壁组合成一个180°圆周，三个碳纤维内管曲面管壁与碳纤维外管壁固定连接，三个碳纤维内管的平面管壁组成一个Y形碳纤维加强筋。
进一步的，所述碳纤维内管管壁厚度为0.1mm～1.5mm，碳纤维外管管壁厚度为0.1mm～1.5mm。
进一步的，所述Y形碳纤维加强筋的厚度为0.2mm～3mm。
制作上述具有加强筋的一体成型碳纤维管的方法，包括以下步骤：
切割芯模：将包覆碳纤维布用的圆柱形芯模沿其轴向切割成三等分；
包覆碳纤维内管碳纤维布：将碳纤维布包覆在每1/3芯模的表面，形成碳纤维内管；
包覆碳纤维外管碳纤维布：将包覆好碳纤维布的三个1/3芯模组合在一起，形成组合管，并在其表面包覆碳纤维布，形成碳纤维外管；
取出芯模：将三个1/3芯模取出，并在每个碳纤维内管的空腔内放入气袋；
固化成型：将空腔内放入气袋的管体放入模具内，合模后向气袋内充气并加热固化成型。
进一步的，在包覆碳纤维内管的碳纤维布时相邻两层碳纤维布的包覆方向根据需要成-90°～90°的夹角，以保证成型后的碳纤维内管可承受较大应力。
进一步的，在包覆碳纤维外管管的碳纤维布时相邻两层碳纤维布的包覆方向根据需要成-90°～90°的夹角，以保证成型后的碳纤维外管可承受较大应力。
进一步的，包覆碳纤维内管碳纤维布的厚度为0.1mm～1.5mm。
进一步的，包覆碳纤维外管碳纤维布的厚度为0.1mm～1.5mm。
本发明具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，碳纤维管具有较强的剪切强度，进一步减低碳纤维管的重量；具有生产成本低，产品强度高等优点。
附图说明
图1是本发明的截面图。
图中：
1、碳纤维外管 2、碳纤维内管 3、空腔
21、平面管壁 22、曲面管壁
具体实施方式
如图1所示，本发明具有加强筋的一体成型碳纤维管，包括三个碳纤维内管2和一个碳纤维外管1，三个碳纤维内管2成品字形排布组成一个外围呈圆形的组合管，三个碳纤维内管2之间固定连接，三个碳纤维内管2外壁与碳纤维外管1内壁固定连接，三个碳纤维内管2壁形成一Y形碳纤维加强筋；碳纤维内管2包括二个平面管壁21和一个曲面管壁22，二个平面管壁21的夹角为120°，三个内管2曲面管壁22组合成一个180°圆周，三个碳纤维内管2曲面管壁22与碳纤维外管1壁固定连接，三个碳纤维内管2的平面管壁21组成一个Y形碳纤维加强筋；碳纤维内管2管壁厚度为0.1mm～1.5mm，碳纤维外管1管壁厚度为0.1mm～1.5mm；Y形碳纤维加强筋的厚度为0.2mm～3mm。
制作上述具有加强筋的一体成型碳纤维管的方法，包括以下步骤：切割芯模：将包覆碳纤维布用的圆柱形芯模沿其轴向切割成三等分；包覆碳纤维内管2碳纤维布：将碳纤维布包覆在每1/3芯模的表面，形成碳纤维内管2；包覆碳纤维外管1碳纤维布：将包覆好碳纤维布的三个1/3芯模组合在一起，形成组合管，并在其表面包覆碳纤维布，形成碳纤维外管1；取出芯模：将三个1/3芯模取出，并在每个碳纤维内管2的空腔3内放入气袋；固化成型：将空腔3内放入气袋的管体放入模具内，合模后向气袋内充气并加热固化成型；在包覆碳纤维内管2的碳纤维布时相邻两层碳纤维布的包覆方向根据需要成-90°～90°的夹角，以保证成型后的碳纤维内管2可承受较大应力；在包覆碳纤维外管1管的碳纤维布时相邻两层碳纤维布的包覆方向根据需要成-90°～90°的夹角，以保证成型后的碳纤维外管1可承受较大应力；包覆碳纤维内管2碳纤维布的厚度为0.1mm～1.5mm；包覆碳纤维外管1碳纤维布的厚度为0.1mm～1.5mm。
内管2管壁形成的加强筋提高了碳纤维管的剪切强度，在受到剪切力时加强筋分担大部分剪切力，管壁承受的剪切力大大减少，因而管壁的厚度也可相应降低，达到节省材料的目的。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (9)
1.具有加强筋的一体成型碳纤维管，其特征在于：包括三个碳纤维内管和一个碳纤维外管，所述三个碳纤维内管成品字形排布组成一个外围呈圆形的组合管，三个碳纤维内管之间固定连接，三个碳纤维内管外壁与碳纤维外管内壁固定连接，所述三个碳纤维内管壁形成一Y形碳纤维加强筋。
2.根据权利要求1所述的碳纤维管，其特征在于：所述碳纤维内管包括二个平面管壁和一个曲面管壁，二个平面管壁的夹角为120°，三个内管曲面管壁组合成一个180°圆周，三个碳纤维内管曲面管壁与碳纤维外管壁固定连接，三个碳纤维内管的平面管壁组成一个Y形碳纤维加强筋。
3.根据权利要求1所述的碳纤维管，其特征在于：所述碳纤维内管管壁厚度为0.1mm～1.5mm，碳纤维外管管壁厚度为0.1mm～1.5mm。
4.根据权利要求1所述的碳纤维管，其特征在于：所述Y形碳纤维加强筋的厚度为0.2mm～3mm。
5.制作如权利要求1所述的碳纤维管的方法，其特征在于：包括以下步骤：
切割芯模：将包覆碳纤维布用的圆柱形芯模沿其轴向切割成三等分；
包覆碳纤维内管碳纤维布：将碳纤维布包覆在每1/3芯模的表面，形成碳纤维内管；
包覆碳纤维外管碳纤维布：将包覆好碳纤维布的三个1/3芯模组合在一起，形成组合管，并在其表面包覆碳纤维布，形成碳纤维外管；
取出芯模：将三个1/3芯模取出，并在每个碳纤维内管的空腔内放入气袋；
固化成型：将空腔内放入气袋的管体放入模具内，合模后向气袋内充气并加热固化成型。
6.根据权利要求5所述的碳纤维管制作方法，其特征在于：在包覆碳纤维内管的碳纤维布时相邻两层碳纤维布的包覆方向根据需要成-90°～90°的夹角，以保证成型后的碳纤维内管可承受较大应力。
7.根据权利要求5所述的碳纤维管制作方法，其特征在于：在包覆碳纤维外管管的碳纤维布时相邻两层碳纤维布的包覆方向根据需要成-90°～90°的夹角，以保证成型后的碳纤维外管可承受较大应力。
8.根据权利要求5所述的碳纤维管制作方法，其特征在于：包覆碳纤维内管碳纤维布的厚度为0.1mm～1.5mm。
9.根据权利要求5所述的碳纤维管制作方法，其特征在于：包覆碳纤维外管碳纤维布的厚度为0.1mm～1.5mm。
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| CN106178345A (zh) * | 2016-07-08 | 2016-12-07 | 龚石金 | 碳纤维灭火器的制作方法 |
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| CN114482408A (zh) * | 2020-10-27 | 2022-05-13 | 科展材料科技股份有限公司 | 支撑管结构及其制作方法 |
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