[发明专利]一种内芯倒锥式碳纤维辐条及其制备方法

说明书

本发明公开一种内芯倒锥式碳纤维辐条及其制备方法，包括由碳纤维制成的辐条、牙帽和内埋帽头，辐条包括内芯主体和碳纤维预浸料，内芯主体的两端分别为第一连接端和第二连接端，第一连接端设有倒锥部，牙帽和内埋帽头上均设有贯穿的安装孔，分别套接在第一连接端和第二连接端形成同轴结构，碳纤维预浸料包覆内埋帽头和内芯主体的第二连接端并延伸到第一连接端后一体成型，倒锥部置于碳纤维预浸料外；本发明提高了牙帽与内芯本体的结合强度，使二者在拉力作用下越拉越紧，大大提升了拉伸强度，帽头端采用内埋式结构，使内埋帽头完全置于碳纤维预浸料的包裹内而形成一个整体，从而减轻自行车整体重量。

技术领域

本发明公开一种内芯倒锥式碳纤维辐条及其制备方法，按国际专利分类表(IPC)划分属于车轮配件制造技术领域。

背景技术

自行车车轮通常都包括花鼓、轮圈和连接二者的辐条。安装的过程中，辐条带帽头的一端与花鼓相连接，另一端设有螺牙，通过螺帽锁固在轮圈上。自行车在行驶过程中，其承重都是依靠辐条组配在花鼓和轮圈上产生的拉力，因此辐条性能的好坏与整个自行车的性能息息相关。

现有的自行车辐条通常使用不锈钢、钛、铝等材质制作，不仅加重了车轮的重量，且无法满足产品重量日益轻量化的需求。而碳纤维复合材料(CFRP)，其强度比钢强，模量和抗拉强度也优于铝合金。所以，碳纤维做为辐条的材质目前在市面上崭露头角，但是不同的工厂生产、制作工艺都不尽相同。市面上碳纤维复合材料成型的辐条加工方法是先制作辐条主体，再在辐条两端粘接金属件，使其具备辐条的功能。但这样制作的辐条为了达到一定的强度，往往在两端粘接较大尺寸的金属件，为了满足更轻量化的需求，相关技术仍有待提高。

发明内容

为此，本发明为解决上述问题，提供一种内芯倒锥式碳纤维辐条及其制备方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种内芯倒锥式碳纤维辐条，包括由碳纤维制成的辐条、牙帽和内埋帽头，辐条包括内芯主体和碳纤维预浸料，内芯主体的两端分别为第一连接端和第二连接端，第一连接端设有倒锥部，牙帽和内埋帽头上均设有贯穿的安装孔，分别套接在第一连接端和第二连接端形成同轴结构，碳纤维预浸料包覆内埋帽头和内芯主体的第二连接端并延伸到第一连接端后一体成型，倒锥部置于碳纤维预浸料外。

进一步改进，所述倒锥部为倒锥形圆台状。

进一步改进，所述牙帽的安装孔包括锥孔部，且锥孔部的最大内径不大于倒锥部的最大外径。

进一步改进，所述第一连接端还设有直径渐变部，直径渐变部两端分别连接内芯主体与倒锥部。

进一步改进，所述内芯主体大体为圆柱形，成型后的辐条截面形状为圆形或扁平形或椭圆形或大体菱形。

进一步改进，内芯主体与牙帽和内埋帽头通过胶粘连接固定。

一种内芯倒锥式碳纤维辐条制备方法，包括以下步骤：

步骤1，制备牙帽和内埋帽头，牙帽和内埋帽头中心位置开设轴向通孔，牙帽的轴向通孔包括锥孔部；

步骤2，制备内芯主体，内芯主体由碳纤维采用模具成型或拉挤成型，内芯主体大体为圆柱形，两端分别为第一连接端和第二连接端，第一连接端设有斜度的倒锥部；

步骤3，将牙帽自第二连接端套入内芯主体并放置到位，使有斜度的倒锥部嵌入牙帽的锥孔部；

步骤4，在内芯主体第二连接端涂覆耐高温胶粘剂，将内埋帽头自内芯主体套入并放置到位；

步骤5，使用碳纤维预浸料缠绕包覆内埋帽头和内芯主体的第二连接端并延伸到第一连接端形成预制品，其中内埋帽头完全置于碳纤维预浸料内，牙帽置于碳纤维预浸料外；

步骤6，将缠绕完成的预制品放入专用的成型模具里加温成型；