[实用新型]碳玻纤维自行车

说明书

本实用新型涉及自行车技术领域。

众所周知，自行车是一种人们普遍使用的出行工具。它经济、方便、深受青睐。自行车车架是自行车的主要结构件，前轮、后轮等行走机构，轮盘、飞轮等传动机构，以及作为转向机构的车把都装置在车架上。因此车架作为一个重要的承力结构件，要求有足够的强度、刚度和几何尺寸精度。传统的车架是由钢管焊接而成的，出于性能的要求，其基本的结构形式是两个相连的三角架，其最大优点是十分简洁，力学性能好。在当前商品经济发达，产品日新月异的情况下，如何在该产品结构上有所创新，改变其传统结构模式，在造型设计上创造出更有新意的结构，一直是自行车车架结构的一个难题。自行车车轮最常采用的是组合式金属轮子，它是由轮圈、幅条、丝母、轮毂所组成。这种传统结构存在着结构复条、刚度低易变形、重量大，不易搬运、风阻大、易锈蚀、清洗不便等缺陷。为改变这种状况，已经出现了新型的塑料车轮，以塑料制作轮圈及轮幅，中心镶嵌轮毂。这种整体式车轮造形新颖、不易变形、易于清洗，所以较受用户欢迎。但塑料易于老化，强度不足，风阻仍较大，特别是在冬季，塑料在低温下脆性大，易断裂，使用范围受到制约。

本实用新型的目的就是提供一种碳玻纤维自行车。它采用全新的车架及车轮整体结构设计，充分利用复合材料的优越特性及先进的加工工艺，降低了生产成本，使实现该产品的工业化生产成为可能。

该实用新型技术方案如下：

该自行车的车架为一整体结构，按功能可分为四部分。1)扁方形前管1：相当于传统车架的前管、上接头、下接头，前管前端镶嵌有金属管5，用以装配前叉及前把15。前管后部分出上下两根细长的上横梁2和下斜梁3；2)细长弯柱形上横梁2：相当于传统车架的上管及上管衬管；3)细长弯柱形下斜梁3；相当于传统车架的下管及下管衬管；上横梁2与下梁3的尾部均与后弯梁相接。4)T字形后弯梁4：相当于传统车架的立叉、立叉小管、平叉、平叉小管及后叉钩。后弯梁尾部埋有后叉钩8，用以装配后轮17。后弯梁上方部位为鞍管座6，上横梁尾部相接于此处。鞍管座顶部镶嵌有鞍管7，用以装配鞍座18。后弯梁下方部位为中接头9，用于装配中轴、链盘19，下斜梁3尾部相接于此处。在三个梁上均设有制动及调速用的穿线管10。

该自行车的车轮16、17也采用整体结构设计，相当于由车圈、幅条、丝母、轴皮等数十件金属件组合而成的车轮。按功能可分为两部分。1)轮缘11：相当于轮圈，其上设有装配轮胎及内胎的凹形槽。2)三条轮幅12：相当于数十根幅条及丝母，轮幅截面呈橄榄形，在其中一轮幅与轮缘相结合的部位设有一三角锥形凹槽13，用于设置内胆的充气咀。轮幅中心处设有轮芯金属予埋件。

该实用新型具有如下优点，与传统自行车相比，具有整体结构的复合材料车架和车轮的自行车重量轻，较现有产品轻40％左右，造型新颖，结构简洁、不锈蚀，维修方便。由于其结构设计上采用了非等截面、非等壁厚、非均材质的技术，在受力较大的部位采用截面大、面层厚设置增强纤维，在车架的转折部位及车轮轮缘和轮幅的结合部位均采用大圆角过渡，故增强了产品的强度。另外，该自行车造价低，约为碳纤维自行车的2-5％，因此，为高科技的复合材料自行车创造了普及推广的必要条件。

附图1为该实用新型自行车示意图。

附图2为该实用新型车架示意图。

附图3为该实用新型车轮示意图。

附图4为轮幅截面示意图。

图中所示前管1、上横梁2、下斜梁3、后弯梁4、金属管5、鞍管座6、鞍管7、后叉钩8、中接头9、穿线管10、轮缘11、轮幅12、三角锥形凹槽13、轮毂14、前把15、前轮16、后轮17、鞍座18、链盘19、脚蹬20和车架21。

实施例：本实施例采用的设备是LT500-972型模塑生产线，模具为带电热的复合材料成型模。

1．异型芯部材料发泡成型：在发泡模中制作车架及车轮芯部。

2．增强材料预成型：增强材料为多层复合针刺毡。在车架前部沿梁的纵向及横向设置0°及90°的主向纤维，在+45°及-45°设置辅向纤维。在斜梁上按斜梁中心线设置。在轮缘部分沿周向及法向设置0°及90°的主向纤维，在+45°及-45°设置辅向纤维。在轮幅上按轮幅中心线设置。车架与车轮均采用120K碳纤维增强，局部设置，取向+45°及-45°，用量5％。

3．模塑成型，工艺如下：

模具清理-涂刷脱模剂-设置预成型件-合模-予热-锁紧-树脂注入-固化-脱模-脱件-模具清理。