CN109927214A - 模具及使用该模具以成型复合材料轮圈的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种模具，包括一第一模具、一中继模具以及一第二模具。而使用该模具以成型复合材料轮圈的方法包括下列步骤：先沿着一车轮轮圈的轴向依序组合第一模具、中继模具以及第二模具，并使中继模具的一端与第一模具的端面之间具有一间隙；同时配合一外接公模以加压至少一含树脂的纤维层，使在树脂硬化的后以成型一轮圈；轮圈成型之后，让第一模具、第二模具分别与轮圈、中继模具脱离，再将中继模具去除，以使中继模具与轮圈脱离。如此，即可使用该模具以成型复合材料轮圈，并让模具顺利的由复合材料轮圈的内轮圈向外脱膜。
Description
技术领域
本发明涉及一种模具及使用该模具以成型复合材料轮圈的方法，尤指一种能制造出车轮的反装圈，以节省能源的耗费，并提供轮圈改装者的需求。
背景技术
对于一般汽车、卡车、联结车的类车辆上的车轮轮圈而言，主要包括一个径向延伸的轮圈本体，轮圈本体的两侧具有第一承托部及第二承托部，并以一中间部连接于第一、第二承托部之间，而第一承托部及中间部之间形成一个凸出的第一止挡部，第二承托部及中间部之间形成一个凸出的第二止挡部。当轮胎套接于轮圈本体外周缘时，轮胎一侧的胎唇卡抵并限位于第一承托部的侧壁及第一止挡部之间，轮胎另一侧的胎唇卡抵并限位于第二承托部的侧壁及第二止挡部之间，以在轮胎充气之后，提供车辆前进时所需要的支撑及缓冲力量。
为了让轮圈具有足够的强度，目前的轮圈大都是以铝合金铸造的后再予以车削加工而成，而此种加工方式不但适用于具有单一内锥孔径的车辆正装圈，对于具有二个反向内锥孔径而可以让剎车卡钳大面积裸露，得以深受改装者喜爱的反装圈而言，同样可以有效的加工成型。但由于铝合金的制造加工成本较高且具有相当的重量，将会增加行驶的耗油量。
而以碳纤维的类复合材料所制成的轮圈，则能在具有足够强度的前提下，有效降低生产成本，并节省能源的耗费。然而，目前可知在市面上仅能以模具成型复合材料的正装圈，而对于反装圈而言，由于材质的不同，尚无法凭借车削加工的类的方式以成型，且由于反装圈具有二个反向内锥孔径的结构，则会因无法脱模而无法使用模具成型的方法。
发明内容
有鉴于此，为了提供一种有别于现有技术的结构，并改善上述的缺点，发明人积多年的经验及不断的研发改进，遂有本发明的产生。
本发明的一目的在提供一种模具及使用该模具以成型复合材料轮圈的方法，能解决现有复合材料反装圈无法凭借模具加工或车削加工的类的方式以成型的问题，而能让复合材料反装圈快速成型，以节省能源的耗费，并提供轮圈改装者的需求。
为达上述的目的，本发明提供一种模具，供成型一车轮轮圈的内轮圈，该车轮轮圈具有反向的一第一端及一第二端，该内轮圈径向贯穿该第一端及该第二端，该内轮圈具有径向延伸的一环形安装壁，该安装壁的一侧具有颈缩的一中间部，该安装壁与该中间部之间具有一第一扩张部，该第一扩张部由该中间部朝向该第一端的方向渐扩，该中间部与该第二端之间具有一第二扩张部；而该模具的特征是包括沿着车轮轮圈轴向组合的一第一模具、一中继模具以及一第二模具，其中，
该第一模具设有一端面，该端面远离该车轮轮圈的该第一端；
该第二模具供成型该第二扩张部，该第二模具设有反向的一前端及一后端，该第二模具的该前端远离该车轮轮圈的该第二端，该第二模具的该前端具有一凸出部；
该中继模具供成型该第一扩张部，该中继模具套接该第二模具的该凸出部，且该中继模具的一端与该第一模具的该端面之间具有一间隙，供成型该安装壁。
所述的模具，其中，该凸出部是一圆锥体，并以远离该第二模具的该前端方向向前渐缩，而该中继模具具有一内圆锥形孔，供套接该凸出部。
所述的模具，其中，该中继模具是硬化后能够敲碎或溶解的材质所制成。
本发明还一种使用前述模具以成型复合材料轮圈的方法，其中，其特征是包括下列步骤：
a.沿着一车轮轮圈的轴向依序组合该第一模具、该中继模具以及该第二模具，并使该中继模具的一端与该第一模具的该端面之间具有一间隙；
b.配合一外加压单元以加压至少一含树脂的纤维层，并在该树脂硬化之后，成型该轮圈；以及，
c.让第一模具、第二模具分别与该轮圈、该中继模具脱离，再将该中继模具去除，以使该中继模具与该轮圈脱离。
所述的成型复合材料轮圈的方法，其中，该中继模具是硬化后能够敲碎或溶解的材质所制成。
本发明具有以下的优点：
1、本发明能将复合材料直接成型一反装圈，因此，不但可以有效减轻重量，使车辆行驶时降低耗油量以节省能源的耗费，且可提供轮圈改装者的需求。
2、本发明之中继模具系以可在硬化后再予以敲碎或水溶解的材料所制成，并套接于第二模具的凸出部上，因此，可以在成型车轮轮圈之后，让第二模具可以重复使用，以节省加工成本。
为进一步了解本发明，以下举较佳的实施例，配合图式、图号，将本发明的具体构成内容及其所达成的功效详细说明如下。
附图说明
图1是车轮轮圈组合轮胎时的剖面图。
图2是本发明模具的较佳实施例的元件分解图。
图3是本发明模具的较佳实施例的立体外观示意图。
图4是本发明模具的较佳实施例的组合剖面图。
图5是本发明模具在成型复合材料轮圈时的剖面示意图。
图6是本发明模具在脱膜时的使用状态图。
附图标记说明：车轮轮圈1；第一端11；第二端12；内轮圈13；安装壁14；轮毂141；中间部15；第一扩张部16；第二扩张部17；第一止挡部18；第二止挡部18’；第一承托部19；；第二承托部19’；模具2；第一模具3；端面31；中继模具4；内圆锥形孔41；间隙42；第二模具5；圆锥形段51；前端52；后端53；凸出部54；外加压单元6；轮胎9；胎唇91；胎唇92。
具体实施方式
本发明是一种模具及使用该模具以成型复合材料轮圈的方法，其中，如图1所示，车轮轮圈1具有反向的一第一端11及一第二端12，且车轮轮圈1具有一内轮圈13，内轮圈13径向贯穿车轮轮圈1的第一端11及第二端12，内轮圈13具有一个绕着中心轴线且呈径向延伸的环形安装壁14，供锁接一轮毂141，安装壁14的一侧具有颈缩的一中间部15，安装壁14与中间部15之间具有一第一扩张部16，第一扩张部16由中间部15朝向第一端11的方向渐扩而呈圆锥形状，中间部15与第二端12之间具有一第二扩张部17，第二扩张部17由中间部15朝向第二端12的方向渐扩而呈圆锥形状，实施时，第二扩张部17也可为等直径的圆孔状。另，车轮轮圈1的外表面具有环形凸出的一第一止挡部18、一第一承托部19、一第二止挡部18’及一第二承托部19’，一轮胎9一侧的胎唇91定位于第一止挡部18及第一承托部19之间，轮胎9另一侧的胎唇92系定位于第二止挡部18’及第二承托部19’之间。
如图2～图4所示，其为本发明模具2的较佳实施例，供成型上述车轮轮圈1的内轮圈13，该模具2包括沿着车轮轮圈1轴向组合的一第一模具3、一中继模具4以及一第二模具5。其中，第一模具3是具阶段的圆柱，供成型环形安装壁14一侧的内轮圈13，第一模具3设有一端面31，该端面31远离车轮轮圈1的第一端11。第二模具5具有一外周缘呈圆锥形的圆锥形段51，供成型第二扩张部17，且第二模具5设有反向的一前端52及一后端53，第二模具5的前端52远离车轮轮圈1的第二端12，第二模具5的前端52具有一凸出部54，凸出部54是一圆锥体，并以远离第二模具5的前端52方向向前渐缩。
而中继模具4是石膏模，实施时，中继模具4也可为环氧树脂(EPOXY)、酚醛树脂(PF)或聚胺酯(PU)的类的高分子材料，在硬化后可予以敲碎，或是高分子聚乙烯醇及无机粉体混合物的类可遇水溶解的材质所制成。中继模具4的外周缘系呈圆锥形，供成型第一扩张部16，中继模具4具有一内圆锥形孔41，供套接第二模具5的凸出部54，并在中继模具4的一端与第一模具3的端面31之间形成一间隙42，以成型安装壁14。
本发明使用上述模具2以成型复合材料轮圈1的方法包括下列步骤：
a.如图5所示，沿着一车轮轮圈1的轴向依序组合第一模具3、中继模具4以及第二模具5，并使中继模具4的一端与第一模具3的端面31之间具有一间隙42；
b.配合一外加压单元6以加压至少一含树脂的纤维层，并在树脂硬化的后以成型轮圈1，并使轮圈1的内轮圈13具有安装壁14；以及
c.如图6所示，让第一模具3由轮圈1的第一端11方向向外脱离、让第二模具5由轮圈1的第二端12方向与中继模具4脱离，再将中继模具4以敲碎或水溶解的方式去除，而由轮圈1的第一扩张部16所形成的空间中取出。
其中，步骤a的车轮轮圈1较佳是复数个重迭的碳纤维层预浸树脂之后，经加压成型，再使树脂硬化后而成；实施时，该车轮轮圈1也可为一碳纤维层内加入树脂，并使树脂硬化而成；或为复数个碳纤维层重迭的后加入树脂，再使树脂硬化后而成，该碳纤维层是复数条碳纤维编织而成。实施时，该纤维层也可为复数条玻璃纤维、石英纤维、尼龙纤维、棉纱纤维或克维拉纤维等人造纤维混编或单向纤维组合而成。该树脂较佳是不饱和聚酯树脂、环氧树脂、乙烯酯树脂、酚醛树脂、聚安基甲酸脂、马来酰亚胺树脂或氰酸酯树脂的类的热固性树脂。
上述步骤b的外加压单元6是一外接公模，实施时，该外加压单元6也可为空气加压装置，外加压单元6与本发明模具2的组合，主要系在于成型内轮圈13的结构，而轮圈1外表面的第一止挡部18、第一承托部19、第二止挡部18’及第二承托部19’也可于轮圈1成型之后，再配合不同的外加压单元6施予第二次加工而成。
因此，本发明具有以下的优点：
1、本发明能将复合材料直接成型一反装圈，因此，不但可以有效减轻重量，使车辆行驶时降低耗油量以节省能源的耗费，且可提供轮圈改装者的需求。
2、本发明之中继模具系以可在硬化后再予以敲碎或水溶解的材料所制成，并套接于第二模具的凸出部上，因此，可以在成型车轮轮圈之后，让第二模具可以重复使用，以节省加工成本。
综上所述，依上文所揭示的内容，本发明确可达到预期的目的，提供一种不仅能以复合材料直接成型一反装圈，且可有效节省加工成本的模具及使用该模具以成型复合材料轮圈的方法，极具产业上利用的价值。
Claims (5)
1.一种模具，供成型一车轮轮圈的内轮圈，该车轮轮圈具有反向的一第一端及一第二端，该内轮圈径向贯穿该第一端及该第二端，该内轮圈具有径向延伸的一环形安装壁，该安装壁的一侧具有颈缩的一中间部，该安装壁与该中间部之间具有一第一扩张部，该第一扩张部由该中间部朝向该第一端的方向渐扩，该中间部与该第二端之间具有一第二扩张部；而该模具的特征是包括沿着车轮轮圈轴向组合的一第一模具、一中继模具以及一第二模具，其中，
该第一模具设有一端面，该端面远离该车轮轮圈的该第一端；
该第二模具供成型该第二扩张部，该第二模具设有反向的一前端及一后端，该第二模具的该前端远离该车轮轮圈的该第二端，该第二模具的该前端具有一凸出部；
该中继模具供成型该第一扩张部，该中继模具套接该第二模具的该凸出部，且该中继模具的一端与该第一模具的该端面之间具有一间隙，供成型该安装壁。
2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，该凸出部是一圆锥体，并以远离该第二模具的该前端方向向前渐缩，而该中继模具具有一内圆锥形孔，供套接该凸出部。
3.根据权利要求1或2所述的模具，其特征在于，该中继模具是硬化后能够敲碎或溶解的材质所制成。
4.一种使用如权利要求1所述的模具以成型复合材料轮圈的方法，其特征在于，其特征是包括下列步骤：
a.沿着一车轮轮圈的轴向依序组合该第一模具、该中继模具以及该第二模具，并使该中继模具的一端与该第一模具的该端面之间具有一间隙；
b.配合一外加压单元以加压至少一含树脂的纤维层，并在该树脂硬化之后，成型该轮圈；以及，
c.让第一模具、第二模具分别与该轮圈、该中继模具脱离，再将该中继模具去除，以使该中继模具与该轮圈脱离。
5.根据权利要求4所述的成型复合材料轮圈的方法，其特征在于，该中继模具是硬化后能够敲碎或溶解的材质所制成。
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