CN219134413U - 一种碳纤维曲柄 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种碳纤维曲柄，包括曲柄主体，所述曲柄主体通过碳纤维预浸料包覆水溶性砂芯模热压成型，曲柄主体具有相互平行的上下表面，曲柄主体内部设有第一空腔和第二空腔，第一空腔和第二空腔之间通过一分隔板隔开，所述分隔板位于曲柄主体内，连接上下表面，所述曲柄主体的两端分别设有贯穿上下表面的第一配合孔和第二配合孔，第二配合孔侧壁设有分别连通第一空腔和第二空腔的通孔；本实用新型曲柄结构适用于水溶性砂芯模成型，通过碳纤维预浸料包覆水溶性砂芯模热压成型后再将水溶性砂芯溶解，使曲柄内部形成第一空腔和第二空腔，从而在保证曲柄整体强度的前提下减轻其重量，有利于自行车性能的提升。

Description

一种碳纤维曲柄

技术领域

本实用新型涉及自行车配件领域，尤其是一种碳纤维曲柄。

背景技术

曲柄是自行车传动系统中重要的组成部分，用于连接脚踏和自行车前链轮。曲柄的结构包括主体和两端的主轴孔和副轴孔，主轴孔用于连接前链轮，副轴孔用于连接脚踏。随着自行车技术的发展，人们在材料、结构、设计美学等多方面对自行车及其配件做出了改进，以满足人们多样化的需求。碳纤维复合材料的引进，较大程度地提升了自行车的整体性能，使自行车在同等强度下具有比合金材料更轻的重量。

现有的碳纤维曲柄成型方式大多如中国专利文献CN 2934719 Y所示，先将碳纤维复合材以及环氧树脂将气袋贴合包覆，组成一概呈外壳体的形状，待外壳体贴设完成后，由气袋一端的通口将热气通入气袋之中，令外壳体受气袋的膨涨以及高温而定型，最后将外壳体位于气袋的通口未完全包覆之处以碳纤维复合材密合，如此完成曲柄本体整体结构。然而这种通过吹气成型的方式，需要设计好吹气路径，以使吹气顺利，成型后气袋容易抽离，降低抽气袋时对曲柄内部造成磨损，影响曲柄的强度和寿命；另一方面，气袋的是形成曲柄内部空腔的关键，气袋的大小和形状影响着碳纤维复合材料的使用量，从而决定曲柄的整体重量，在曲柄大小一致且能达到等同强度的前提下，气袋越小，包覆所需的碳纤维材料使用量越多，曲柄整体重量越重，制造成本越高。因此有必要寻找一种新的曲柄成型方式以替代吹气成型。

实用新型内容

本实用新型为解决上述问题，提供一种碳纤维曲柄，该曲柄结构适用于水溶性砂芯模成型，得到的碳纤维曲柄具有较好的整体刚性和强度。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种碳纤维曲柄，包括碳纤维一体成型的曲柄主体，所述曲柄主体通过碳纤维预浸料包覆水溶性砂芯模热压成型，曲柄主体具有相互平行的上下表面，曲柄主体内部设有第一空腔和第二空腔，第一空腔和第二空腔之间通过一分隔板隔开，所述分隔板位于曲柄主体内，连接上下表面，所述曲柄主体的两端分别设有贯穿上下表面的第一配合孔和第二配合孔，第二配合孔侧壁设有分别连通第一空腔和第二空腔的通孔。

进一步改进，所述曲柄主体的两端分别为第一端和第二端，曲柄主体的宽度自第一端向第二端逐渐增大，第一配合孔设置在第一端，第二配合孔设置在第二端。

再进一步，所述曲柄主体第一端内嵌一连接件，所述第一配合孔设于连接件上。

再进一步，所述第一空腔的两端分别为第一端和第二端，第一空腔的宽度自第一端向第二端逐渐增大，第一空腔的第一端端面和第二端端面均为朝向第二空腔的斜面，所述第二空腔的两端分别为第一端和第二端，第二空腔的宽度自第一端向第二端逐渐增大，第二空腔的第一端端面和第二端端面均为朝向第一空腔的斜面；其中第一空腔的第一端端面指的是第一端外侧面和第二端内侧面的连接面，第一端的内外侧是相对第二空腔而言的，以靠近第二空腔的一侧为内侧，以远离第二空腔的一侧为外侧，第一端端面为朝向第二空腔的斜面指的是第一端外侧长于内侧，以此类推。所述连接件位于第一空腔的第一端端面和第二空腔的第一端端面之间，所述第二配合孔位于第一空腔的第二端端面和第二空腔的第二端端面之间。

进一步改进，所述第二配合孔周向延伸有多个圆弧凹面。

进一步改进，所述通孔平行于曲柄主体上下表面设置，即通孔的中心轴平行于曲柄主体上下表面，第二配合孔侧壁上连接有封闭通孔的侧盖，侧盖通过胶合或者加热固化成型的方式与通孔配合。将通孔封闭以防止对曲柄整体强度造成影响。

本实用新型提供的技术方案具有如下有益效果：

该曲柄主体适用于水溶性砂芯模成型，通过碳纤维预浸料包覆水溶性砂芯模热压成型后再将水溶性砂芯溶解，使曲柄内部形成第一空腔和第二空腔，从而在保证曲柄整体强度的前提下减轻其重量，有利于自行车性能的提升；第一空腔和第二空腔之间的分隔板对曲柄主体上下表面起加强作用，防止曲柄主体上下表面出现坍塌；第二配合孔侧壁上设置的通孔作为进水孔，通过向曲柄主体内注水将水溶性砂芯模溶解，得到第一空腔和第二空腔，由于通孔是横向设置，不会对曲柄主体的强度造成较大影响。

附图说明

图1是本实用新型实施例碳纤维曲柄立体图；

图2是本实用新型实施例碳纤维曲柄剖视图；

图3是本实用新型实施例通孔封闭的碳纤维曲柄立体图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“侧”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

图1至图2所示，一种碳纤维曲柄，包括曲柄主体10，所述曲柄主体10通过碳纤维预浸料包覆水溶性砂芯模热压成型，曲柄主体10具有相互平行的上下表面，曲柄主体10内部设有第一空腔11和第二空腔12，第一空腔11和第二空腔12之间通过一分隔板13隔开，所述分隔板13位于曲柄主体10内，连接上下表面；所述曲柄主体10的两端分别为第一端101和第二端102，曲柄主体10的宽度自第一端101向第二端102逐渐增大，曲柄主体10第一端101设有贯穿上下表面的第一配合孔14，曲柄主体10第二端102设有贯穿上下表面的第二配合孔15，第二配合孔15侧壁设有分别连通第一空腔和第二空腔的通孔16。

在本实施例中，曲柄主体10第一端101内嵌一连接件20，该连接件20为金属件，第一配合孔14设于连接件20上。在成型工艺中先在连接件20上开设第一配合孔14，再将连接件20与曲柄主体10连接预型。

第一空腔11的两端分别为第一端111和第二端112，第一空腔11的宽度自第一端111向第二端112逐渐增大，第一空腔11的第一端111端面和第二端112端面均为朝向第二空腔12的斜面，所述第二空腔12的两端分别为第一端121和第二端122，第二空腔12的宽度自第一端121向第二端122逐渐增大，第二空腔12的第一端121端面和第二端122端面均为朝向第一空腔11的斜面，所述连接件20位于第一空腔11的第一端111端面和第二空腔12的第一端121端面之间，所述第二配合孔15位于第一空腔11的第二端112端面和第二空腔12的第二端122端面之间。在本实施例中，第一空腔11和第二空腔12的形状是基于曲柄主体10的整体强度考虑，在实现等同强度的前提下，第一空腔11和第二空腔12的面积越大、碳纤维材料使用量越少，成本越低，曲柄整体重量越轻，更有利于自行车性能的提升。

第二配合孔15周向延伸有多个圆弧凹面151，在本实施例中，第二配合孔15向两侧各延伸三个圆弧凹面151，设置圆弧凹面151的目的是加强第二配合孔15与其对应的配件的结合力，防止在骑行过程中配件从第二配合孔15中脱出。当然的，第二配合孔15的形状不限于此，其他能实现等同效果的结构均可作为替代。

通孔16平行于曲柄主体10上下表面设置，第二配合孔15侧壁上连接有封闭通孔16的侧盖，侧盖通过胶合或者加热固化成型的方式与通孔16配合。

所述碳纤维曲柄的成型步骤为：将碳纤维预浸料包覆水溶性砂芯模和连接件20并预型成曲柄主体10后，经加热固化、冷却、修整、溶解水溶性砂芯模后得到成品，其中溶解水溶性砂芯模是经第二配合孔15上的通孔16向曲柄主体10内注水使水溶性砂芯模溶解，使曲柄主体10内形成第一空腔11和第二空腔12，之后通孔16可通过胶合或加热固化成型的方式封闭。此处的加热固化成型是指在通孔16上包覆碳纤维预浸料，在模具中加热固化，使通孔16封闭，封闭通孔16后的碳纤维曲柄如图3所示。

尽管结合优选实施例具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种碳纤维曲柄，其特征在于：包括曲柄主体，所述曲柄主体通过碳纤维预浸料包覆水溶性砂芯模热压成型，曲柄主体具有相互平行的上下表面，曲柄主体内部设有第一空腔和第二空腔，第一空腔和第二空腔之间通过一分隔板隔开，所述分隔板位于曲柄主体内，连接上下表面，所述曲柄主体的两端分别设有贯穿上下表面的第一配合孔和第二配合孔，第二配合孔侧壁设有分别连通第一空腔和第二空腔的通孔。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维曲柄，其特征在于：所述曲柄主体的两端分别为第一端和第二端，曲柄主体的宽度自第一端向第二端逐渐增大，第一配合孔设置在第一端，第二配合孔设置在第二端。

3.根据权利要求2所述的一种碳纤维曲柄，其特征在于：所述曲柄主体第一端内嵌一连接件，所述第一配合孔设于连接件上。

4.根据权利要求3所述的一种碳纤维曲柄，其特征在于：所述第一空腔的两端分别为第一端和第二端，第一空腔的宽度自第一端向第二端逐渐增大，第一空腔的第一端端面和第二端端面均为朝向第二空腔的斜面，所述第二空腔的两端分别为第一端和第二端，第二空腔的宽度自第一端向第二端逐渐增大，第二空腔的第一端端面和第二端端面均为朝向第一空腔的斜面，所述连接件位于第一空腔的第一端端面和第二空腔的第一端端面之间，所述第二配合孔位于第一空腔的第二端端面和第二空腔的第二端端面之间。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种碳纤维曲柄，其特征在于：所述第二配合孔周向延伸有多个圆弧凹面。

6.根据权利要求1所述的一种碳纤维曲柄，其特征在于：所述通孔平行于曲柄主体上下表面设置，第二配合孔侧壁上连接有封闭通孔的侧盖，侧盖通过胶合或者加热固化成型的方式与通孔配合。

Images