CN215205218U - 一种自行车车架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种自行车车架，该自行车车架的前梁管、后叉管分别由至少两片分体零件拼接而成，在将各所述分体零件拆开后，能使所述前梁管和所述后叉管的内腔从一侧裸露。与现有技术相比，本实用新型提供的自行车车架结构，不仅在铸造时方便脱模，而且可以确保自行车车架的整体强度。经实际测试，利用本实施例制得的自行车车架可以负载70公斤，一次性通过10万次震动测试、10万次脚蹬力测试、以及10万次垂直力测试，完全满足成人车架的使用要求。并且，利用本实施例制作的车架，除了外形不受工艺限制，什么外形都可以做出来，重量也可以做到2公斤以内，非常适合用来充当电动自行车车架或脚踏自行车车架。

Description

一种自行车车架

技术领域

本实用新型涉及自行车零部件技术领域，尤其涉及一种自行车车架。

背景技术

自行车是一种绿色交通工具，也是一种运动健身器械，其运用了人体工学、空气动力学的相关原理，零部件众多，如车架、叉架、把手、轮圈、链条等。自行车车架作为自行车的一个关键部件，起到连接、支撑各部件的作用，一般需要满足质量轻、强度高的要求。

在现有技术中，自行车车架的加工制造一般有焊接工艺和压铸成型工艺两种。其中，焊接工艺一般采用铝型材或者铁型材来焊接制作，受制于工艺，外形不能做得太复杂；并且，对于焊接而言，由于焊接接头的热影响区的组织很不均匀，容易成为整个车架的失效源，抗疲劳破坏能力降低，在后续的质量测试和使用中这些焊接接头会提前破坏，使用寿命降低，给骑行者带来安全隐患。压铸成型工艺虽然可以通过一次压铸成型来获得整个车架，但是受制于出模方式，不能制作高强度的车架。原来的镁合金压铸分两种，一个是用来做儿童自行车，这种出模方式强度非常差，有些位置的胶不能抽芯，导致重量较重或者不能做复杂造型的工件，上检测台负载70公斤震动10万次的检测通不过。另外一种镁合金压铸制作车架的工艺也是采用拆件的方式做折叠电动车，将车架拆分成4件或者6件，然后通过螺栓连接的方式制作，这种方式模具投入大，重量重，很多接缝影响外观，对机加工精度要求高造成成本下不来。另外，现有这些工艺都存在不够美观、连接位置性能较低的问题，螺栓连接结构、焊缝等接头都十分明显，影响自行车的整体美观度。

一篇公开号CN106114734A的中国发明专利申请公开一种合金一体压铸车架，包括第一车架压合件、第二车架压合件、第一后梁压合件和第二后梁压合件，第一车架压合件和第二车架压合件均包括前轴压合部、前梁压合部、车座压合部、下梁压合部和后梁压合部，所述第一车架压合件中的前轴压合部、前梁压合部、车座压合部、下梁压合部分别和第二车架压合件中的前轴压合部、前梁压合部、车座压合部、下梁压合部对应压合成型。具体包括如下步骤：S1、3D设计：根据车架的要求，分别将第一车架压合件、第二车架压合件、第一后梁压合件和第二后梁压合件各部件的形状及尺寸绘出，并设计好加强筋、补强连接板和补强连接管在各部件中的具体位置；S2、开模：根据步骤S1中绘制的图纸，为第一车架压合件、第二车架压合件、第一后梁压合件和第二后梁压合件分别开设独立的成形模具；同时依照步骤S1中的车架整体图为车架整体开设合模模具；S3、熔炼：将合金的质量百分数组成为Mg15、Mn 0.6、Cr 0.02、La 0.2、Ce 0.3、Pr 0.08、Y 0.2，Zn 0.3、Sr 0.8、Cu 0.06，余量为Al配料，分别输送至步骤S2中分别开设的独立成形模具中熔炼成合金，制造出为第一车架压合件、第二车架压合件、第一后梁压合件和第二后梁压合件的独立压合件；S4、合模：将步骤S3中熔炼的第一车架压合件、第二车架压合件、第一后梁压合件、第二后梁压合件、前轴支撑管和车座支撑管分别放置于步骤S2中的车架整体合模模具中；S5、涂胶：在第一车架压合件、第二车架压合件、第一后梁压合件、第二后梁压合件、前轴支撑管和车座支撑管压合的端面涂抹防止合金件微孔渗漏的浸渗胶；S6、压合：将涂抹好浸渗胶的各压合件在温度550℃、压力为90MPa的条件下，于车架整体合模模具中进行压合。

该专利制得的车架虽然具有能减轻车架重量并避免传统焊接工艺造成的强度下降及焊纹影响美观的缺陷；但压合过程较难控制，并且，因皮下气孔的存在，铝合金压铸件一般不宜热处理；压合过程中的高温不仅会破坏第一车架压合件、第二车架压合件本身的性能，而且容易导致第一车架压合件、第二车架压合件的变形。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种加工工艺更加简单、车架整体强度更高自行车车架。

为达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种自行车车架，其特征在于，该自行车车架的前梁管、后叉管分别由至少两片分体零件拼接而成，在将各所述分体零件拆开后，能使所述前梁管和所述后叉管的内腔从一侧裸露。

更为优选的是，在各所述分体零件上设有相应的连接孔，相互组装的两片所述分体零件通过螺栓或螺钉连接固定。

更为优选的是，所述连接孔为沉孔，所述螺栓或所述螺钉为沉头螺栓或沉头螺钉；相互组装的两片所述分体零件通过所述螺栓或所述螺钉紧固后，所述螺栓或所述螺钉的两端均隐藏在所述沉孔内；在所述沉孔内填充有遮住所述螺栓或所述螺钉的填充物。

更为优选的是，在相互组装的两所述分体零件的拼接处设有相应的胶水槽，相互组装的两片所述分体零件通过填充在所述胶水槽内的强力胶水粘接密封。

更为优选的是，所述自行车车架由左右两片相互对称的所述分体零件构成，在各所述分体零件上分别设有成型在一起的前管部、前梁管部、中管部和后叉管部；位于左侧的所述分体零件上的所述后叉管部为完整的左后叉管部，位于右侧的所述分体零件上的所述后叉管部为完整的右后叉管部。

更为优选的是，所述自行车车架由车架主体和若干管盖构成，所述车架主体包括成型在一起的前管部、前梁管部、中管部、左后叉管部和右后叉管部，各所述管盖分别与所述前梁管部、所述左后叉管部和所述右后叉管部对应。

更为优选的是，所述前梁管部包括上管部和下管部，所述上管部、所述下管部和所述中管部构成前窄后宽的三角形或四边形结构，所述左后叉管部和所述右后插管部均为前宽后窄的三角形或四边形结构。

更为优选的是，在所述前梁管部、所述后叉管部的内腔中设有加强筋，所述加强筋呈条状或网格状分布。

更为优选的是，该自行车车架充当电动自行车车架或脚踏自行车车架。

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型提供的自行车车架结构，通过将前梁管、后叉管分别设置成由至少两片分体零件拼接而成，并在将各所述分体零件拆开后，能使所述前梁管和所述后叉管的内腔从一侧裸露的结构，不仅在铸造时方便脱模，而且可以确保自行车车架的整体强度；同时，分体零件通过连接孔、胶水槽来实现螺栓固定与胶粘粘合，有效避免高温压合带来的材料性能破坏，不存在压合时的变形问题，不仅产品良率高，而且确保车架强度符合相关标准；无需设置额外的前轴支撑管、车座支撑管等。

经实际测试，利用本实用新型提供的自行车车架可以负载70公斤，一次性通过10万次震动测试、10万次脚蹬力测试、以及10万次垂直力测试，完全满足成人车架的使用要求。并且，利用本实用新型制作的车架，除了外形不受工艺限制，什么外形都可以做出来，重量也可以做到2公斤左右。

附图说明

图1所示为本实用新型提供的自行车车架的制造流程图。

图2所示为本实用新型一个实施方式所提供的自行车车架结构示意图。

图3所示为图2的侧视图。

图4所示为图2中一片车架零件的结构示意图。

图5所示为图2中另一片车架零件的结构示意图。

图6所示为本实用新型另一个实施方式所提供的自行车车架结构示意图。

图7所示为图6前梁管部去掉管盖后的结构示意图。

图8所示为图6的后叉管部去掉管盖后的结构示意图。

附图标记说明。

1：自行车车架，1-1：左分体零件，1-2：右分体零件，1-3：前管部，1-4：前梁管部，1-5：中管部，1-6：左后叉管部，1-7：右后叉管部。

2：自行车车架，2-1：车架主体，2-2：管盖。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向” 、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本实用新型描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本实用新型中的具体含义。

在实用新型中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征 “之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

下面结合说明书的附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的描述，使本实用新型的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

一种自行车车架制造方法，其特征在于，该自行车车架的前梁管、后叉管分别由至少两片分体零件拼接而成，在将各所述分体零件拆开后，能使所述前梁管和所述后叉管的内腔从一侧裸露。

如图1所示，制备上述自行车车架时，包括如下步骤。

1）设计分体零件形状，根据所述自行车车架的形状设计所述分体零件的形状。需要说明的是，在设计分体零件形状时，除了考虑将前梁管、后叉管设置成分体结构外，也可以考虑将除了前梁管、后叉管之外的其他管体，如前管、中管等也设置成分体结构。但将前梁管和后叉管进行分体零件设计为最基本要求。

2）零件成型，针对设计好的所述分体零件的形状分别进行开模；然后将既定的合金原料按配比加入相应的所述模具中制得所有的所述分体零件。在零件成型时，根据具体需要不同，可以考虑在各分体零件上同时成型相应的连接孔，以便于后面的拼接操作。当然，本领域技术人员根据实际需要的不同，也可以在分体零件铸造成型后另外加工连接孔上去，只是另外多了一个连接孔开孔步骤，不影响技术问题的解决。

3）拼接，首先通过强力胶水将相互组装的所述分体零件组装成型，然后利用螺栓或螺钉将相互组装的两片所述分体零件紧固在一起。在拼接时，为了方便进行强力胶水的打胶，优选在各所述分体零件上设有相应的胶水槽，拼接时，所述强力胶水填充在所述胶水槽内。本实施例中，所述胶水槽在零件成型过程中由所述模具一体铸造成型的；显然，根据实际需要的不同，本领域技术人员可以在所述分体零件铸造成型后另外加工所述胶水槽为上去，不限于本实施例。

4）固化，在通过所述螺栓或所述螺钉将所有的所述分体零件组装成所述自行车车架后进行烘干操作，进而使所述强力胶水固化成型。在该步骤中，固化工艺流程具体为：先将车架在室温下固化1h后，再进入烘箱在180±10℃下加热45分钟，最后自然冷却。显然，固化的目的只是为了使强力胶水快速凝固成型，本领域技术人员根据实际需要的不同（胶水类型的不同），可以采用其他各种现有的或将来能够实现的固化工艺来进行强力胶水的固化，不限于本实施例。

其中，在步骤2）零件成型step2步骤中，各分体零件通过压铸工艺制得。即，在高压、高速下条件下将铸液充填入相应的模具中，并在高压下成形、凝固。在这里，采用压铸成型工艺来制备左右两片车架零件的好处是：成型速度快，可确保铸液充满所述模具的整个型腔。当然，在步骤2）零件成型step2步骤中，根据具体分体零件的形状差异或铸造难易程度不同，相应分体零件也可以通过浇铸工艺或其他铸造工艺制得。如，将温度为液相线温度150℃以上的浇铸液从所述模具的顶部向底部浇入，待浇铸液充满所述模具的整个型腔后，冷却凝固脱壳即可。将浇铸液的温度设置在液相线温度150℃以上可以确保铸液充满所述模具的整个型腔，特别适合一些形状比较复杂的车架零件加工。

需要说明的是，本实施例中，所述连接孔为沉孔，所述螺栓或螺钉为沉头螺栓或沉头螺钉。这样设置的目的是：相互组装的分体零件通过螺栓或螺钉紧固后，螺栓或螺钉的两端均能隐藏在所述沉孔内。实际制备过程中，可在所述沉孔内填充有遮住所述螺栓的填充物。这样，表面抛光后即可获得造型美观，高强度，轻质的车架，车架表面几乎没有任何拼接痕迹。本实施例中，优选所述填充为为金属填充物，如铝合金、镁合金或不锈钢填充物的。根据实际需要的不同，所述填充物为树脂填充物或其他材质的填充物，不限于本实施例。

作为一个变换实施方式，对应所述沉孔还成型有相应的连接柱，在连接柱上可以加工螺纹。这样，通过螺钉也可实现相互组装的分体零件的连接固定；并且，连接柱除了充当连接功能外，还可以起到支撑、加强作用，通过设置于连接柱对应的槽位还可起到装配定位作用。

另外需要说明的是，在相互组装的分体零件上还成型有相应的胶水槽。拼接时，所述强力胶水填充在所述胶水槽内。这样，在相互组装的分体零件压紧之后，于相互组装的分体零件之间留存有足够多的胶水，确保粘接强度及密封性。本实施例中，优选所述胶水槽为沿各车架零件拼接周沿连续设置，这里，粘接时，可确保相互组装的分体零件的拼接处均匀受力，进而确保连接强度。

本实施例中，所述合金原料优选为镁合金原料，所述镁合金原料的具体成分为：按重量百分比含有：3-10%Al，余量Mg及微量杂质的镁铝系列。镁合金是当代工业工程上使用最广泛的质量最轻、比强度和比刚度高的合金。与铝合金相比，镁合金的价格更低，而其比重是铝合金的三分之二；故按体积计算其价格已大大低于铝合金，且镁合金制品的银色高贵典雅，质感细腻，美观大方具有高级感，更适合车架的制作。显然，所述合金原料的具体成分不限于以上举例，本领域技术人员可以根据实际需要的不同对上述合金原料的配比进行适当调整，如，为按重量百分比含有：3-10%Al，0.5-1%Zn，余量Mg及微量杂质的镁铝锌系列；或者为按重量百分比含有：3-10%Al，0.2-1%Mn，余量Mg及微量杂质的镁铝锰系列；或者为按重量百分比含有：1-6%Zn，0.1-1%Zr，余量Mg及微量杂质的镁锌锆系列。

作为一种变换实施方式，还可将镁合金原料替换为铝合金原料，所述镁合金原料的具体成分可以为：按重量百分比含有：5-15% Mg，余量为Al及微量杂质的镁铝系列；或者为按重量百分比含有：5-15% Mg， 0 .4-0 .8% Mn，余量为Al及微量杂质的镁铝系列等等。

在上述步骤3）拼接step3步骤中，所述强力胶水为超高粘度的金属粘合胶水，这样可确保相互组装的分体零件粘合强度。至于强力胶水的具体型号选择，可以选用德国汉高的乐泰9432N A、乐泰DP460，华奇士金属强构胶QIS--5011、华奇士金属强力粘合剂QIS-3008等各种现有的或将来能够实现的强力胶水。

为使本领域技术人员更好地理解上述分体零件设计的原理，下面通过两种不同的分体零件设计结构来进行详细说明。

如图2-图5所示，一种利用上述制造方法制造的自行车车架1，其由左右两片相互对称的左分体零件1-1和右分体零件1-2构成，在左分体零件1-1和右分体零件1-2上分别设有成型在一起的前管部1-3、前梁管部1-4、中管部1-5和后叉管部；位于左分体零件1-1上的后叉管部为完整的左后叉管部1-6，位于右分体零件1-2上的后叉管部为完整的右后叉管部1-7。

需要说明的是。所述前梁部1-4与所述中管部1-5构成前窄后宽的三角形结构（当然，也可以是前窄后宽的四边形结构，形状可以适当调整，不局限于图示形状），所述左后叉管部1-6和所述右后叉管部1-7均为前宽后窄的四边形叉架（当然，也可以是前窄后宽的三边形结构，形状可以适当调整，不局限于图示形状）。在这里，将前梁部1-4设置成前窄后宽的三角形或四边形结构可以提高整个车架的强度。

另外需要说明的是，在该结构下，连接孔1-8沿所述前梁部1-4设置即可，连接结构较为简单。

如图6-图8所示，另一种利用上述制造方法制造的自行车车架2，其由车架主体2-1和若干管盖2-2构成，所述车架主体2-1包括成型在一起的前管部、前梁管部、中管部、左后叉管部和右后叉管部，各所述管盖2-2分别与所述前梁管部、所述左后叉管部和所述右后叉管部对应。

同样地，所述前梁管部包括上管部和下管部，所述上管部、所述下管部和所述中管部构成前窄后宽的三角形或四边形结构，所述左后叉管部和所述右后插管部均为前宽后窄的三角形或四边形结构。显然，本领域技术人员根据实际需要的不同，还可以省略所述下管部，不限于本实施例。

与自行车车架1相比，自行车车架2由于整个车架主体2-1都是铸造在一起的，在不影响铸造的前提下，可以使得整个自行车车架具有更高的强度。

进一步优选地，还可以在所述前梁管部、所述左后叉管部和/或右后叉管部的内腔中设有加强筋2-3，所述加强筋呈条状或网格状分布。这样，可以进一步提高整个自行车车架的强度。

与现有技术相比，本实施例采用螺栓固定与胶粘粘合工艺，有效避免高温压合带来的材料性能破坏，不存在压合时的变形问题，不仅产品良率高，而且无需设置额外的前轴支撑管、车座支撑管等结构即可确保车架强度符合相关标准。经实际测试，利用本实施例制得的自行车车架可以负载70公斤，一次性通过10万次震动测试、10万次脚蹬力测试、以及10万次垂直力测试，完全满足成人车架的使用要求。并且，利用本实施例制作的车架，除了外形不受工艺限制，什么外形都可以做出来，重量也可以做到2公斤以内，非常适合用来充当电动自行车车架或脚踏自行车车架。

通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本实用新型不局限于上述的具体实施方式，在本实用新型基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围应由各权利要求项及其等同物限定之。具体实施方式中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。

Claims (9)

1.一种自行车车架，其特征在于，该自行车车架的前梁管、后叉管分别由至少两片分体零件拼接而成，在将各所述分体零件拆开后，能使所述前梁管和所述后叉管的内腔从一侧裸露。

2.根据权利要求1所述的一种自行车车架，其特征在于，在各所述分体零件上设有相应的连接孔，相互组装的两片所述分体零件通过螺栓或螺钉连接固定。

3.根据权利要求2所述的一种自行车车架，其特征在于，所述连接孔为沉孔，所述螺栓或所述螺钉为沉头螺栓或沉头螺钉；相互组装的两片所述分体零件通过所述螺栓或所述螺钉紧固后，所述螺栓或所述螺钉的两端均隐藏在所述沉孔内；在所述沉孔内填充有遮住所述螺栓或所述螺钉的填充物。

4.根据权利要求1所述的一种自行车车架，其特征在于，在相互组装的两所述分体零件的拼接处设有相应的胶水槽，相互组装的两片所述分体零件通过填充在所述胶水槽内的强力胶水粘接密封。

5.根据权利要求1所述的一种自行车车架，其特征在于，所述自行车车架由左右两片相互对称的所述分体零件构成，在各所述分体零件上分别设有成型在一起的前管部、前梁管部、中管部和后叉管部；位于左侧的所述分体零件上的所述后叉管部为完整的左后叉管部，位于右侧的所述分体零件上的所述后叉管部为完整的右后叉管部。

6.根据权利要求1所述的一种自行车车架，其特征在于，所述自行车车架由车架主体和若干管盖构成，所述车架主体包括成型在一起的前管部、前梁管部、中管部、左后叉管部和右后叉管部，各所述管盖分别与所述前梁管部、所述左后叉管部和所述右后叉管部对应。

7.根据权利要求5或6所述的一种自行车车架，其特征在于，所述前梁管部包括上管部和下管部，所述上管部、所述下管部和所述中管部构成前窄后宽的三角形或四边形结构，所述左后叉管部和所述右后叉管部均为前宽后窄的三角形或四边形结构。

8.根据权利要求5所述的一种自行车车架，其特征在于，在所述前梁管部、所述后叉管部的内腔中设有加强筋，所述加强筋呈条状或网格状分布。

9.根据权利要求1所述的一种自行车车架，其特征在于，该自行车车架充当电动自行车车架或脚踏自行车车架。

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