专利名称：自行车轮圈制法的制作方法
技术领域：
本发明涉及自行车轮圈的技术领域，尤其是指一种利用含有碳素纤维的复合材料 制作轮圈的方法。
背景技术：
具备耐热性好、质量轻的碳纤维，导入高分子制作成抗拉、抗挠曲、高韧性等机械 性质的复合材料，已广泛应用在航天工业、交通工具、运动器材或医疗仪器等领域。例如中国台湾公告第1308527号发明专利案，属一种自行车轮圈的制造方法，从 图1不难发现此制法概括包含以下的流程步骤Ia以碳纤维复合材料层叠成型一轮圈的初胚，并在此初胚内部置入一长形 且耐高温的充气袋；步骤Ib把具有充气袋的轮圈初胚，放入一模穴形状对应于轮圈初胚的 模具中，透过气体注入而逐渐膨胀的充气袋，支持轮圈初胚吻合于模穴周围的壁面，且执行 温度约140°C 150°C的加热程序；步骤Ic接着在模具成型一形状等同于模穴的轮圈成胚， 从模具中取出此轮圈成胚且除去里面的充气袋。但是，此种自行车轮圈的制造方法存在下列几个缺点1、结构强度不佳从图2看到，充气袋20及管件21从气孔11置入轮圈初胚1的 空腹部位，俟受热固化为图4的轮圈成胚1，，凿穿轮圈侧壁的气孔11依然存在，对轮圈的结 构强度有不良影响。2、轮圈不易脱模图3显示，上、下模31、32并合的模具30中，形成一个符合轮圈 外形的模穴33，置入此模穴33的软性轮圈初胚1，虽与穴壁保持些许间距，但经过充气和加 热流程产生质变现象，成为图4的硬性轮圈成胚1’而紧密接触模具30的穴壁；此刻，轮圈 成胚1’外围对称的二支撑部12，会以突出端13卡住上模31凹陷成对应形状的壁面，造成 轮圈成胚1’不易脱离模具30的困扰。面对先前技术的缺点，申请人乃提出一种自行车轮圈制法，可以有效的解决这些 问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种能轻易退模取得轮圈成型品的自行车轮圈制法， 并能保证轮圈的结构强度。为达前述目的，本发明的技术方案是本发明一种自行车轮圈制法，其步骤包括有a 成型轮圈预型品并置入充气袋；b 置入模具且在轮圈初胚配合二支撑部围成的容纳空间成型有心模；c 执行充气和加热程序；d 取出轮圈成型品并除去充气袋或心模。本发明还可以是一种自行车轮圈制法，其步骤包括有
a:以碳素纤维复合材料卷料层叠成型一轮圈的预型品，并在此预型品内部置入一 长形且耐高温的充气袋；b:具有充气袋的轮圈预型品置入模具的模穴中，且在轮圈预型品配合二支撑部围 成的容纳空间成型有心模；C:置入轮圈预型品内部的充气袋，因为持续注入气体而逐渐膨胀，支持轮圈预型 品吻合模穴周围的壁面，并执行加热程序；d:在模具成型一形状等同于模穴的轮圈成型品，从模具中取出此轮圈成型品，撤 除充气袋或心模。该由多模并合而成的模具，其内部并合有一模穴，所述心模成型在轮圈预型品外 围对称的二支撑部之间。该心模是采用热收缩材。该心模是将热收缩材输送至一气袋内部，该气袋是由耐熔材料制成的长条形袋 体，且位于轮圈预型品的二支撑部之间。该热收缩材选自聚苯乙烯、聚氨酯及热收缩聚合物组成族群之一。该心模是采用热膨胀材。该心模是由多个热膨胀材拼凑成合乎轮圈预型品和二支撑部所框围的形体。该热膨胀材选自硅氧树脂及热膨胀聚合物组成族群之一。在轮圈预型品的腹部设置气孔，充气袋通过气孔进入轮圈预型品内部。可见，本发明有关轮圈制法，是在轮圈预型品配合二支撑部围成的容纳空间成型 有心模，置入模具通过加热而取得轮圈成型品。从这个制作方法可以了解到，本发明和先前 技术最大的差异处，在于步骤b，虽然同样是由多模并成的模具，但是模具内壁框围的模穴 中，除了置入轮圈预型品以外，还必须包容二支撑部之间所放置的心模。作为本发明技术核心的心模，可以采用热收缩材，将其输送到一耐熔材料制成的 长条形气袋中，该热收缩材在加热过程中会减缩体积，同时气袋容积会因气体受热而膨胀， 持续加压轮圈预型品与二支撑部使之能紧密接触于模具的穴壁，直到时间控制在质变固化 成既定形体为止，接着泄气取出收缩体积的心模，帮助轮圈成型品轻易脱离模具；本发明的心模也可以采用热膨胀材，利用多个热膨胀材拼凑成合乎轮圈预型品和 二支撑部所框围的形体，该热膨胀材在加热过程中会膨胀体积，配合模具支持轮圈预型品 受热固化成既定形体，帮助轮圈成型品轻易脱离模具，再逐一取出热膨胀材。另外，本发明轮圈的制作方法还将气孔改设在轮圈日后安装辐条或气嘴的部位， 如此，充分利用同一孔洞获得双重用途，不会影响轮圈的结构强度。
图1是已知的轮圈制作流程图；图2是一剖视平面图，表示早期的轮圈初胚在侧面设置气孔，供管件及充气袋进 入；图3是一剖视平面图，表示早期具备充气袋的轮圈初胚与模具的模穴关联性；图4是一剖视平面图，表示图3中充气袋支撑轮圈初胚外围吻合穴壁的关联性；图5是本发明的轮圈制作流程图6是本发明的剖视平面图，表示具备充气袋的轮圈预型品、心模和模具彼此间的关联性；
图7是本发明的剖视平面图，表示心模填补轮圈成型品、心模和模具之间；
图8是本发明的剖视平面图，表示多块热膨胀材拼凑填补轮圈预型品、心模和模具之间的容纳空间。
主要元件符号说明
1轮圈初胚料1’轮圈成胚10轮圈预型品
10’轮圈成型品11气孔12,12'支撑部
13,13'突出端14腹部20充气袋
21管件30,30'模具31上模
32下模33、33，模穴40、40，容纳空间
50、50，心模51气袋52热收缩材
52’热膨胀材60输送设备
具体实施例方式如图5所示，通过下述流程制作一轮圈步骤a，成型轮圈预型品并置入充气袋；步 骤b，置入模具且在轮圈预型品配合二支撑部围成的容纳空间成型有心模；步骤c，执行充 气和加热程序；步骤d，取出轮圈成型品并除去充气袋或心模。如图6、7所示，本实施例的模具30仍由上、下模31、32并合而成，并在模具30内 部形成一模穴33，容许一轮圈预型品10和一心模50置入。该心模50成型于轮圈预型品 10配合二支撑部12所围成的容纳空间40中，将粉状、碎屑状或颗粒状的热收缩材52输送 到耐熔材料制成的长条形气袋51中。本实施例的热收缩材52是指保丽龙，透过输送设备 60输入至气袋51内部，使体积扩大的气袋51填补于模具30穴壁及轮圈预型品10所框围 的空间中，进而抵住二支撑部12不致变形，让轮圈预型品10外围吻合于模具30穴壁。这些热收缩材52在温度约140°C 150°C的加热程序中，会由固态融溶为液态而 存留在气袋51中；即该热收缩材52在加热过程中会减缩体积，同时气袋容积会因气体受热 而膨胀，同时，注入气袋51的气体受热膨胀，持续加压轮圈预型品10与二支撑部12而能紧 密接触于模具30的穴壁，直到时间控制在质变固化成既定形体为止。接着泄气缩小心模50 的体积，使二支撑部12的突出端13与模具30对应形状的穴壁彼此之间不具备卡合关系， 就能轻易退开模具30而取出轮圈成型品10’。此刻的心模50，仍在气袋51里面保留着体 积缩小的热收缩材52，可以和轮圈空腹部位的充气袋20 —并除去，进而获得优质的轮圈成 型品10，。在本实施例中，管件21穿入轮圈预型品10的气孔11是设置在腹部14，这个部位 通常是安装气嘴或辐条，即使管件21抽离轮圈成型品10’而存在气孔11，也能安装气嘴或 辐条，完全不会影响到轮圈的结构强度。图8为本发明心模50’的另一实施例，是由多个块状或条状的热膨胀材52’，拼凑 填充于轮圈预型品10及二支撑部12’所框围的容纳空间40’中。本实施例的热膨胀材52’ 是指硅胶，在加热程序的高温下，会对两支撑部12’施压而吻合于模具30’位于模穴33’的 壁面，直到时间控制在质变固化成既定形体为止。
由于模具30’穴壁包容着轮圈预型品，以及膨胀塞满两支撑部12’之间的心模 50’，故模具30’穴壁与两支撑部12’不生卡合关系，能轻易退开模具30’而取出成品，然后 逐一抽离热膨胀材52’，即完成自行车轮圈的制作流程。
权利要求
一种自行车轮圈制法，其步骤包括有a成型轮圈预型品并置入充气袋；b置入模具且在轮圈初胚配合二支撑部围成的容纳空间成型有心模；c执行充气和加热程序；d取出轮圈成型品并除去充气袋或心模。
2.一种自行车轮圈制法，其步骤包括有a:以碳素纤维复合材料卷料层叠成型一轮圈的预型品，并在此预型品内部置入一长形 且耐高温的充气袋；b 具有充气袋的轮圈预型品置入模具的模穴中，且在轮圈预型品配合二支撑部围成的 容纳空间成型有心模；c:置入轮圈预型品内部的充气袋，因为持续注入气体而逐渐膨胀，支持轮圈预型品吻 合模穴周围的壁面，并执行加热程序；d:在模具成型一形状等同于模穴的轮圈成型品，从模具中取出此轮圈成型品，撤除充 气袋或心模。
3.如权利要求1或2所述的自行车轮圈制法，其特征在于该由多模并合而成的模具， 其内部并合有一模穴，所述心模成型在轮圈预型品外围对称的二支撑部之间。
4.如权利要求3所述的自行车轮圈制法，其特征在于该心模是采用热收缩材。
5.如权利要求4所述的自行车轮圈制法，其特征在于该心模是将热收缩材输送至一 气袋内部，该气袋是由耐熔材料制成的长条形袋体，且位于轮圈预型品的二支撑部之间。
6.如权利要求4所述的自行车轮圈制法，其特征在于该热收缩材选自聚苯乙烯、聚氨 酯及热收缩聚合物组成族群之一。
7.如权利要求3所述的自行车轮圈制法，其特征在于该心模是采用热膨胀材。
8.如权利要求7所述的自行车轮圈制法，其特征在于该心模是由多个热膨胀材拼凑 成合乎轮圈预型品和二支撑部所框围的形体。
9.如权利要求7所述的自行车轮圈制法，其特征在于该热膨胀材选自硅氧树脂及热 膨胀聚合物组成族群之一。
10.如权利要求1或2所述的自行车轮圈制法，其特征在于在轮圈预型品的腹部设置 气孔，充气袋通过气孔进入轮圈预型品内部。
全文摘要
一种自行车轮圈制法，是在轮圈预型品配合二支撑部围成的容纳空间成型有心模，置入模具通过加热而取得轮圈成型品。此心模是采用热收缩材，支持轮圈预型品受热固化而具备既定形体，然后取出高温收缩体积的心模，帮助轮圈成型品轻易脱离模具；此心模可以是热膨胀材，利用多个热膨胀材拼凑成合乎轮圈预型品和二支撑部所框围的形体，受热膨胀而配合模具支持轮圈预型品受热固化成既定形体，帮助轮圈成型品轻易脱离模具并取出热膨胀材。
文档编号B29C70/44GK101920563SQ20091013945
公开日2010年12月22日 申请日期2009年6月15日 优先权日2009年6月15日
发明者陈育玄 申请人:胜捷复材科技股份有限公司