TW544405B - Procedure for fabricating a bicycle wheel rim, apparatus for implementing the procedure and rim thus obtained - Google Patents

Description

544405 五、發明說明（1 ) 發明之領域 本發明係關於一種腳踏車輪輞’輪輞具有內周 周壁，兩個結合該周壁用之側壁，以及兩個圓周 來固定輪胎，並且從輪輞外周壁之兩側徑向地向 〇 本發明尤其是關於製造上述種類之腳踏車輪輞 〇 先前之技術說明 本申請人最近一直從事許多硏究及試驗，以使 結構纖維之材料，一般爲基於碳纖維之材料來製 車輪輞。此種材料之優點爲重量比使用在已知同 特性之金屬材料輕。將基於碳纖維之材料製成單 之輪輞，至少在使用那時候的技術之時很困難’ 於輪胎之圓周固定翼部爲一般的構造之故。通常 翼部具有外周緣，一個外周緣被摺向另一個，因 一個切口，會造成模製問題。 發明之扼要說明 本發明之目的在克服此技術問題。 爲了達成此目的，本發明是關於一種用於製造 類之腳踏車輪輞的方法， 其特徵爲：內周壁，外周壁，及兩個側壁是由 多含在塑膠材料基材之結構纖維織布之積層所製成 其中該積層被配置在模具中，並且一個膨脹袋 壁，外 翼部用 外延伸 的方法 用基於 造腳踏 樣結構 一元件 此乃由 ，這些 而形成 上述種 塗敷許 被配置 544405 五、 令务明說明（2 ) 在 形 成該壁之積層之間所形成的空穴內側，因此 在 模 製 程 序 處理中可將該積層壓抵住模壁； 其 中該圓周輪胎固定翼部，亦由塗敷許多含在 塑 膠 材 料 基 材之結構纖維織布之積層而在模具中被模製成； 其 中該製造輪胎固定翼部之積層被塗敷在配置 於 模 具 內 側 之一或多個核心之上方，位於包括在用來形 成 外 周 壁 之 積層與用來形成兩個輪胎固定翼部之積層之 間 的 空 間 中 1 其 中該核心是由熱膨脹係數超過5X10·5公數/°C 之 材料 所 製 成，模製程序包括將溫度增加到足以使該核 心 之 材 料 產 生膨脹之溫度，以壓迫形成輪胎固定翼部之 織 布 積 層 抵 住模具之壁。 最 好，形成該核心之材料具有熱膨脹係數爲9 X 1〇 -5 公 數 / °C，並且最大連續抗熱溫度超過100°C。 再 度，最好形成該核心之材料爲聚四氟乙烯（PTFE) 或 氟 化乙烯丙烯（FEP)，或聚氯四氟乙烯（PCTFE) 或 聚 氟 PVDF(polyflurodivinylidene)，或高密度乙 烯 〇 聚 四氟乙烯較被廣泛使用，由於此材料之抗黏 著 特 性 J 故 在使核心或很多核心從結構性纖維模製體分 離 較 有 用 1 而且其高連續抗熱溫度（ 260t )，及其良好的 熱 傳 導 性 (2.50W/m°C)，及其良好的熱容量（比熱）等於！· 045 千 焦 耳 /公斤°c 。 此 材料具有在很低溫度時可產生高的熱膨脹， -4- 溫 度 之 544405 五、考务明說明（3 ) 大/J、爲使含有結構纖維織布的塑膠材料形成網狀結構。 含在塑膠材料基材中之結構纖維織布爲已知，並且已 被使用若干一段時間。它們是由結構纖維’如碳纖維紗 線製成。這些織布然後受到飽和處理，以使它們與塑膠 材半斗基材相連，塑膠材料基材一般爲熱固性塑膠材料。 依照本發明另外之較佳實施例，它使用由該熱膨脹材 料製成之兩個環狀核心，若每一個必須分裂成許多部份 時，它們被配置成與形成輪輞外周壁之積層周圍隔離， 每一個用來支持兩個輪胎固定翼部中之一個。 在實施例之第1型式中，該環狀核心之間所包含的空 間是由屬於模具之一個壁所塡滿。在實施例之第2型式 中，該環狀核心之間的空間被第三環狀核心所塡滿’它 亦是由許多部份所形成之環，並且亦由熱膨脹材料所製 成。無論輪胎固定翼部爲切口的構造’在打開模具之後 ’被分裂成許多部份之核心可使該核心從模製程序終了 所製成的元件上很容易地分離。 如上所述，在用來形成輪_之外及內周壁’及輪輞之 兩個側壁用之積層上之模具內側所須壓力的施加’可由 配置一個膨脹袋在這些積層之間的空穴中而達成。此膨 職袋在模製程序終了之時仍留在此部份之內側。此技術 在先前是由本申請人所試驗，以製造沒有輪胎固定翼部 之上述輪輞。此技術無法使用在同樣的型式用來製造含 有該翼之輪輞固定翼部中。因此’申請人另外又發展製 544405 五、g务明說明（4 ) 成本發明。 依照本發明另外較佳之特徵，輪輞可以首先使固定翼 部在該模製程序中被製成比需要上較長之長度。在此情 況下，於模製程序之後，由機械車削而使該翼部被減少 到所需之尺寸。此程序亦有可避免表面缺點之優點，表 面缺點可能在模製程序之終了時會產生在兩個翼部之周 緣上。此方法是在其本身權利內之發明，與所使用之模 製程序種類無關。 附圖之簡單說明 本發明將由下列參照非限制用實例之附圖之詳細敘述 而更詳細解釋之，其中： 第1，2，及3圖是顯示本發明腳踏車輪輞之模製程序 之三個不同階段； 第4，5圖是顯示本發明程序之二個不同階段，模具爲 修改使用於第1 - 3圖中所用者； 第6圖是顯不完成產品’它可由第1-3圖中所用之模 具’或第4，5圖中所用之模具，且由最後機械車削被減 少到所需之尺寸之後而製成； 第7圖是顯示此方法之一個階段之立體剖開圖； 第8圖是第5圖之變化例。 發明較佳奮施例之詳細說明 參照第6圖，本發明之方法被用來製造腳踏車輪之輪 輞 1，其橫剖面被顯示在圖中。此輪輞包括有：外周壁2 544405 五、名务明說明（5 ) ’內周壁3，兩個結合該周壁2，3並且與周壁2，3形成 一個圓周空穴5 0用之側壁4 , 5，以及兩個用來固定輪胎 之圓周翼部6，並且從輪輞外周壁2之兩側徑向地向外延 伸。如上所述，依照本發明程序所製成之輪輞具有一個 使用基於結構纖維之材料，一般爲使用碳纖維材料製成 單一元件之本體。塑膠材料袋7被配置在空穴50之內側 ，其理由敘述如下。 第1 - 3圖顯示使用第一種模具之本發明方法之隨後階 段。在此情況下，使用來模製輪輞之模具包括有兩個內 件 8及一個外件9。內件8爲重疊在一個平面8a之圓周 元件。它們形成一個圓周表面1 1，如第3圖所示，用來 爲內周壁及輪輞之兩側劃界。爲了形成輪輞，許多含在 塑膠材料基材而由基於結構纖維之材料，例如碳纖維材 料之積層1 2被配置在表面1 1上。此配置之積層1 2被用 來形成如第1圖所示之構造。首先，積層1 2被配置在表 面1 1上，它具有從模具元件8徑向往外延伸之部份1 2 a ，它們配置在虛線顯示之位置上。然後一個塑膠材料！ 3 製成之膨脹袋被配置在積層上。此膨脹袋裝設有一個膨 騰閥（圖中未顯不）’它經由一個通道（圖中未顯示）而外 部與模具相連通。此膨脹袋1 3之目的在模具關閉時進行 之模製程序中壓迫織布1 3之積層抵住模具之壁。再度參 照第1圖，將塑膠材料之膨脹袋13定位之後，織布積層 1 2之突出部份1 2a局部地被折回到膨脹袋1 3之上方，並 544405 五、，务明說明（6 ) 且局部自由地形成邊緣12工，它被用來形成圓周固定翼部 6。自然地，額外之積層可被覆蓋到定位於膨脹袋1 3上 方之積層1 2上，而形成輪輞之外周壁2，並且可被覆蓋 到邊緣上以達成任何所須厚度。 再度參照第1圖及第7圖，兩個核心14，每一個均爲 環狀，可被裂成許多部份（例如三個部份），以方便隨後 核心1 4從模具抽出，此兩個核心1 4被配置在形成輪輞 外周壁2之積層1 2上方。兩個核心14被配置在形成輪 網[外周壁2之積層1 2上方，交互隔開之位置上，使邊緣 1 2 b之一個被折到另一個上方，而製成輪胎固定翼部6 ( 見第2圖）。第1 - 3圖顯示之實施例中，兩個環狀核心1 4 之間的空間是由屬於模具之外件9的圓周肋部1 6所塡滿 ，如第2 , 3圖所示（後者顯示模具在關閉狀態，而且其 袋子膨脹）。 如上所述，形成核心14之材料爲具有高熱膨脹係數之 材料，如聚四氟乙烯。模具在積層1 2被配置在其內側之 後關閉，被置於爐中並且受到加熱及冷卻循環作用，在 一方面，形成含有碳纖維織布的塑膠材料基材之網狀結 構。另一方面，核心1 4會產生熱膨脹，因而壓迫織布廠 積層1 2b抵住模具之壁。形成輪輞之外及內周壁及側邊 戶斤需之壓力，可由加壓空氣進入膨脹袋1 3之中而確保。 在模製程序之後，模具被打開，並且核心1 4被移除。 很重要必須提及者，用於模製翼部6用之任何數目、 544405 五、 ，务明說明（7 ) 構 造 及配置之核心均可使用，而且也可 以完全與 圖 中 非 限 帘[J 例所顯示之核心不同。亦可使用由 可變形材 料 製 成 之 單 一核心，亦可從模具中被抽出（第8 圖）。 依 照本發明另一個重要特徵，用來形成翼部6 之 積 層 邊 緣 12c，被製成比需要上較長之長度。 在該模製 程 序 之 終 了 時，此元件由機械車削使該翼部 6 被減少到 所 需 長 度 〇 此程序亦有可避免表面缺點之優點 ，表面缺 點 可 能 在 模 製程序之終了時會產生在邊緣1 2c 之端部上 〇 此 方 法 是 在其本身權利內之發明，與所使用 之模製程 序 種 類 無 關 0 第 4，5圖顯示在打開狀態及關閉狀態 之第2種 模 具 〇 在 此 情況中，該兩個環狀核心1 4之間的 f空間被第 二 環 狀 核 心 1 7所塡滿，也是由高熱膨脹係數之 ，材料，如 聚 四 氟 乙 烯所製成。 白 然地，在此所敘述之本發明實施例 之構造及 形 成 可 有 許 多變化，在申請專利範圍規範之內 ，所有變 化 均 包 括 在 構成本發明觀念特徵之文中。 元 件之符號說 1 輪轉 2 外周壁 3 內周壁 4， 5 側壁 6 圓周翼部 -9- 544405 五、名务明說明 (8) 50 圓周空穴 7 塑膠材料袋 8 內件 9 外件 8a 平面 11 圓周表面 12 積層 12a 部份 12b 積層 12c 邊緣 1 4 核心 16 圓周肋部 17 第三環狀核心 -1 0 -

Claims (1)

1. 544405

   六、申請專利範圍 第90 125409號「製造腳踏車輪輞的方法，實施此方法的設備 及所製成之輪輞」專利案 （91年8月修正） 六申請專利範圍 1.—種製造腳踏車輪輞之方法，輪輞具有內周壁（3)，外周 壁（2)，兩個結合該周壁（2，3)用之側壁（4，5)，以及兩個 圓周翼部（6)用來固定輪胎，並且從輪輞外周壁（2)之兩側 徑向地向外延伸，其特徵爲：內周壁（3)，外周壁（2)，及 兩個側壁（4，5)是由塗敷許多含在塑膠材料基材之結構纖 維織布之積層（12)所製成； 該積層（12)被配置在模具（8, 9)中，並且一個膨脹袋（13) 被配置在形成該壁之積層之間所形成的空穴內側，因此 在模製程序處理中可將該積層（12)壓抵住模壁（8); 該圓周輪胎固定翼部，亦由塗敷許多含在塑膠材料基 材之結構纖維織布之積層（12b)而在模具（8，9)中被模製 成； 該製造輪胎固定翼部（6)之積層（12b)被塗敷在配置於 模具（8，9)內側之一或多個核心（14)之上方，位於包括在 用來形成外周壁之積層（12，12b)與用來形成兩個輪胎固 定翼部之積層之間的空間中； 該核心（14)是由熱膨脹係數超過5><10_5公釐/°C之材料 所製成，模製程序包括將溫度增加到足以使該核心（14)之 材料膨脹之溫度，以壓迫形成輪胎固定翼部之織布積層 (12b)抵住模具之壁。 2.如申請專利範圍第1項之方法，其中該形成該核心（14)之 544405 六、申請專利範圍 材料具有熱膨脹係數爲9M0·5公董rc。 3·如申請專利範圍第2項之方法，其中該形成該核心（14)之 材料爲聚四氟乙烯PTFE，或聚氯四氟乙烯，或pVDF，或 高密度乙烯。 4·如申請專利範圍第2項之方法，其中該形成該核心（14)之 材料爲聚四氟乙烯PTFE。 5·如申請專利範圍第1項之方法，其中該結構纖維爲碳纖維 〇 6·如申請專利範圍第1項之方法，其中該塑膠材料爲熱固性 塑膠材料基材。 7·如申請專利範圍第1項之方法，其中該溫度包括從8〇°c到 1 00°C之範圍。 8·如申請專利範圍第7項之方法，其中該溫度被維持一個時 間範圍爲從30分鐘到3小時之範圍內。 9·如申請專利範圍第1項之方法，其中該它包括有兩個環狀 核心（14)，每一個均分裂成許多部份（15)，它們被配置成 可交互地在形成輪輞外周壁（2)之積層（12)周圍互相隔開 ，每一個用來支持形成各輪胎固定翼部（6)之積層（12b)。 10·如申請專利範圍第9項之方法，其中該環狀核心（1 4 )之間 的空間是由屬於模具之圓周肋部（16)所塡滿。 11·如申請專利範圍第9項之方法，其中第三環狀核心（17)亦 分裂成許多部份，並且亦由熱膨脹材料所製成，它被配置 在兩個該環狀核心（14)之間。 12·如申請專利範圍第9項之方法，其中模具包括兩個內重疊 544405 六、中請專利範圍 之周面元件（8)，其上配置著用來形成輪輞之內周壁（3)及 兩個側壁（4，5)用之積層，該模具亦包括一個外周兀件（9) 用來壓迫在該核心（14)之上方用來形成各輪胎固定翼部（6) 之積層（12b)。 13· —種用來製造腳踏車輪輞之設備，輪輞具有內周壁（3)， 外周壁（2)，兩個結合該周壁（2，3)用之側壁（4，5)，以 及兩個圓周翼部（6)用來固定輪胎，並且從輪輞外周壁（2) 之兩側徑向地向外延伸，其特徵爲，它包括有： -一個模具，包括有兩個內圓周元件（8)，它們重疊在一 個與待模製之輪輞的子午面（10)重合之平面（8a)上，其 上配置有含在塑膠材料基材用來形成輪輞之具有內周壁 (3)及兩個側壁（4，5)用之積結構纖維積層； -一個膨脹袋（13)，用來配置在形成輪輞內周壁之積層（12) 上，並且接著從內側支持用來形成外周壁（2)及側壁（4, 5 之積層； - 一或多個核心，用來配置在用來形成輪輞外周壁之該積 層上方，由熱膨脹係數超過5><10_5公厘/°C之材料所製 成，以及 -一個外周模具元件（9)，用來壓迫該形成該核心之該輪 胎固定翼部（6)之積層。 14.如申請專利範圍第13項之設備，其中它包括有兩個環狀 核心（14)，每一個均分裂成許多部份（15)，它們被配置成 可交互地在形成輪輞外周壁（2)之積層（12)周圍互相相隔 ，每一個支持用來形成各輪胎固定翼部（6)之積層（12b)。 544405 六、申請專利範圍 15. 如申請專利範圍第1 4項之設備，其中該環狀核心（1 4 )之 間的空間是由屬於模具的外周模具元件（9)之圓周肋部（16) 所塡滿。 16. 如申請專利範圍第1 3項之設備，其中該兩個環狀核心（1 4 ) 之間的空間被第三環狀核心所塡滿，它亦分裂成許多部份 ，並且亦由熱膨脹材料所製成。 17如申請專利範圍第1項之方法，其中該輪胎固定翼部（6) 首先在該模製程序中被製成比需要上較長之長度，並且在 打開模具之後，該翼部（6)由機械車削被減少到所需長度 〇 18. —種腳踏車輪用的輪輞，其特徵爲：輪輞是由基於結構纖 維材料，最好爲碳纖維材料之單一元件所製成，含有兩個 圓周翼部（6)用來固定輪胎，並且從輪輞外周壁（2)之兩側 徑向地向外延伸。 -4- 544405

   4)5 第7圖