具有加強筋的一體成型碳纖維管及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于自行車制造領(lǐng)域，涉及一種具有加強筋的一體成型碳纖維管。本發(fā)明還涉及一種制作具有加強筋的一體成型碳纖維管的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]碳纖維具有比重低、強度高的特性在自行車制造中被廣泛應用，碳纖維的拉伸強度高，但剪切強度卻遠不及金屬，在承受剪切力時易發(fā)生斷裂，此缺點在碳纖維自行車上尤其明顯，降低了碳纖維車架的安全性和耐久性，為了獲得較強的剪切強度，碳纖維車架的管體厚度大多在5mm左右。存在增加車架重量、浪費材料等技術(shù)問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明要解決的問題是提供一種具有加強筋的一體成型碳纖維管，包括三個碳纖維內(nèi)管和一個碳纖維外管，所述三個碳纖維內(nèi)管成品字形排布組成一個外圍呈圓形的組合管，三個碳纖維內(nèi)管之間固定連接，三個碳纖維內(nèi)管外壁與碳纖維外管內(nèi)壁固定連接，所述三個碳纖維內(nèi)管壁形成一 Y形碳纖維加強筋。
[0004]進一步的，所述碳纖維內(nèi)管包括二個平面管壁和一個曲面管壁，二個平面管壁的夾角為120°，三個內(nèi)管曲面管壁組合成一個180°圓周，三個碳纖維內(nèi)管曲面管壁與碳纖維外管壁固定連接，三個碳纖維內(nèi)管的平面管壁組成一個Y形碳纖維加強筋。
[0005]進一步的，所述碳纖維內(nèi)管管壁厚度為0.1mm?1.5mm,碳纖維外管管壁厚度為0.1mm ?1.5mmο
[0006]進一步的，所述Y形碳纖維加強筋的厚度為0.2mm?3mm。
[0007]制作上述具有加強筋的一體成型碳纖維管的方法，包括以下步驟:
[0008]切割芯模:將包覆碳纖維布用的圓柱形芯模沿其軸向切割成三等分；
[0009]包覆碳纖維內(nèi)管碳纖維布:將碳纖維布包覆在每1/3芯模的表面，形成碳纖維內(nèi)管；
[0010]包覆碳纖維外管碳纖維布:將包覆好碳纖維布的三個1/3芯模組合在一起，形成組合管，并在其表面包覆碳纖維布，形成碳纖維外管；
[0011]取出芯模:將三個1/3芯模取出，并在每個碳纖維內(nèi)管的空腔內(nèi)放入氣袋；
[0012]固化成型:將空腔內(nèi)放入氣袋的管體放入模具內(nèi)，合模后向氣袋內(nèi)充氣并加熱固化成型。
[0013]進一步的，在包覆碳纖維內(nèi)管的碳纖維布時相鄰兩層碳纖維布的包覆方向根據(jù)需要成-90°?90°的夾角，以保證成型后的碳纖維內(nèi)管可承受較大應力。
[0014]進一步的，在包覆碳纖維外管管的碳纖維布時相鄰兩層碳纖維布的包覆方向根據(jù)需要成-90°?90°的夾角，以保證成型后的碳纖維外管可承受較大應力。
[0015]進一步的,包覆碳纖維內(nèi)管碳纖維布的厚度為0.1mm?1.5mm。
[0016]進一步的,包覆碳纖維外管碳纖維布的厚度為0.1mm?1.5mm。
[0017]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:由于采用上述技術(shù)方案，碳纖維管具有較強的剪切強度，進一步減低碳纖維管的重量；具有生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品強度高等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的截面圖。
[0019]圖中:
[0020]1、碳纖維外管2、碳纖維內(nèi)管3、空腔
[0021]21、平面管壁22、曲面管壁
【具體實施方式】
[0022]如圖1所示，本發(fā)明具有加強筋的一體成型碳纖維管，包括三個碳纖維內(nèi)管2和一個碳纖維外管1，三個碳纖維內(nèi)管2成品字形排布組成一個外圍呈圓形的組合管，三個碳纖維內(nèi)管2之間固定連接，三個碳纖維內(nèi)管2外壁與碳纖維外管I內(nèi)壁固定連接，三個碳纖維內(nèi)管2壁形成一 Y形碳纖維加強筋；碳纖維內(nèi)管2包括二個平面管壁21和一個曲面管壁22，二個平面管壁21的夾角為120°，三個內(nèi)管2曲面管壁22組合成一個180°圓周，三個碳纖維內(nèi)管2曲面管壁22與碳纖維外管I壁固定連接，三個碳纖維內(nèi)管2的平面管壁21組成一個Y形碳纖維加強筋；碳纖維內(nèi)管2管壁厚度為0.1mm?1.5mm,碳纖維外管I管壁厚度為0.1mm?1.5mm ；Y形碳纖維加強筋的厚度為0.2mm?3mm。
[0023]制作上述具有加強筋的一體成型碳纖維管的方法，包括以下步驟:切割芯模:將包覆碳纖維布用的圓柱形芯模沿其軸向切割成三等分；包覆碳纖維內(nèi)管2碳纖維布:將碳纖維布包覆在每1/3芯模的表面，形成碳纖維內(nèi)管2 ;包覆碳纖維外管I碳纖維布:將包覆好碳纖維布的三個1/3芯模組合在一起，形成組合管，并在其表面包覆碳纖維布，形成碳纖維外管I ;取出芯模:將三個1/3芯模取出，并在每個碳纖維內(nèi)管2的空腔3內(nèi)放入氣袋；固化成型:將空腔3內(nèi)放入氣袋的管體放入模具內(nèi)，合模后向氣袋內(nèi)充氣并加熱固化成型；在包覆碳纖維內(nèi)管2的碳纖維布時相鄰兩層碳纖維布的包覆方向根據(jù)需要成-90°?90°的夾角，以保證成型后的碳纖維內(nèi)管2可承受較大應力；在包覆碳纖維外管I管的碳纖維布時相鄰兩層碳纖維布的包覆方向根據(jù)需要成-90°?90°的夾角，以保證成型后的碳纖維外管I可承受較大應力；包覆碳纖維內(nèi)管2碳纖維布的厚度為0.1mm?1.5mm ;包覆碳纖維外管I碳纖維布的厚度為0.1mm?1.5mm。
[0024]內(nèi)管2管壁形成的加強筋提高了碳纖維管的剪切強度，在受到剪切力時加強筋分擔大部分剪切力，管壁承受的剪切力大大減少，因而管壁的厚度也可相應降低，達到節(jié)省材料的目的。
[0025]以上對本發(fā)明的一個實施例進行了詳細說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施例，不能被認為用于限定本發(fā)明的實施范圍。凡依本發(fā)明申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.具有加強筋的一體成型碳纖維管，其特征在于:包括三個碳纖維內(nèi)管和一個碳纖維外管，所述三個碳纖維內(nèi)管成品字形排布組成一個外圍呈圓形的組合管，三個碳纖維內(nèi)管之間固定連接，三個碳纖維內(nèi)管外壁與碳纖維外管內(nèi)壁固定連接，所述三個碳纖維內(nèi)管壁形成一Y形碳纖維加強筋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維管，其特征在于:所述碳纖維內(nèi)管包括二個平面管壁和一個曲面管壁，二個平面管壁的夾角為120°，三個內(nèi)管曲面管壁組合成一個180°圓周，三個碳纖維內(nèi)管曲面管壁與碳纖維外管壁固定連接，三個碳纖維內(nèi)管的平面管壁組成一個Y形碳纖維加強筋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維管，其特征在于:所述碳纖維內(nèi)管管壁厚度為0.1mm?1.5mm,碳纖維外管管壁厚度為0.1mm?1.5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維管，其特征在于:所述Y形碳纖維加強筋的厚度為0.2mm ?3mm η
5.制作如權(quán)利要求1所述的碳纖維管的方法，其特征在于:包括以下步驟: 切割芯模:將包覆碳纖維布用的圓柱形芯模沿其軸向切割成三等分； 包覆碳纖維內(nèi)管碳纖維布:將碳纖維布包覆在每1/3芯模的表面，形成碳纖維內(nèi)管； 包覆碳纖維外管碳纖維布:將包覆好碳纖維布的三個1/3芯模組合在一起，形成組合管，并在其表面包覆碳纖維布，形成碳纖維外管； 取出芯模:將三個1/3芯模取出，并在每個碳纖維內(nèi)管的空腔內(nèi)放入氣袋； 固化成型:將空腔內(nèi)放入氣袋的管體放入模具內(nèi)，合模后向氣袋內(nèi)充氣并加熱固化成型。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的碳纖維管制作方法，其特征在于:在包覆碳纖維內(nèi)管的碳纖維布時相鄰兩層碳纖維布的包覆方向根據(jù)需要成-90°?90°的夾角，以保證成型后的碳纖維內(nèi)管可承受較大應力。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的碳纖維管制作方法，其特征在于:在包覆碳纖維外管管的碳纖維布時相鄰兩層碳纖維布的包覆方向根據(jù)需要成-90°?90°的夾角，以保證成型后的碳纖維外管可承受較大應力。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的碳纖維管制作方法，其特征在于:包覆碳纖維內(nèi)管碳纖維布的厚度為0.1mm?1.5_。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的碳纖維管制作方法，其特征在于:包覆碳纖維外管碳纖維布的厚度為0.1mm?1.5_。
【專利摘要】本發(fā)明提供具有加強筋的一體成型碳纖維管，包括三個碳纖維內(nèi)管和一個碳纖維外管，所述三個碳纖維內(nèi)管成品字形排布組成一個外圍呈圓形的組合管，三個碳纖維內(nèi)管之間固定連接，三個碳纖維內(nèi)管外壁與碳纖維外管內(nèi)壁固定連接，所述三個碳纖維內(nèi)管壁形成一Y形碳纖維加強筋。本發(fā)明的有益效果是增加碳纖維管的剪切強度，降低碳纖維管的重量。
【IPC分類】B62K19-02
【公開號】CN104627302
【申請?zhí)枴緾N201310568001
【發(fā)明人】林俊忠
【申請人】嘉豪（天津）復合材料有限公司, 林俊忠
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2013年11月13日