一种整体式辐条组件与花鼓的连接结构及车轮的生产工艺的制作方法

1.本发明涉及自行车车轮，特别涉及一种整体式辐条组件与花鼓的连接结构及车轮的生产工艺。


背景技术：

2.现有的自行车车轮的碳纤维辐条均为单根的辐条：有些为单根的短辐条，将每一根辐条连接于花鼓与轮圈间实现连接，这种方式需要的辐条数目较多，且花鼓在中间受到辐条的拉力，时间久后容易损坏；有些为一体式的单根长辐条，辐条的中部与花鼓通过销钉或螺栓连接，由于辐条本身的宽度小，通过销钉或螺栓连接时，需要在辐条中部穿孔，造成一定的损坏，辐条的强度变低。不管是哪一种方式，单根的辐条安装麻烦，且强度不够高，容易断裂损坏。


技术实现要素：

3.本发明的目的之一在于提供一种整体式辐条组件与花鼓的连接结构，以提高辐条的连接强度；本发明的目的之二在于提供一种车轮的生产工艺，安装方便，使用寿命高。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
4.本发明公开了一种整体式辐条组件与花鼓的连接结构，包括整体式辐条组件及花鼓，所述的整体式辐条组件由一体成型的若干碳纤维材料制成的辐条相互叠置形成；所述的辐条包括两个连接段和一个中间段，所述的两个连接段一端与中间段连接，另一端设置有轮圈连接部；所述的中间段相互叠置围成多边形，中间段相互叠置处固定连接形成整体；所述的花鼓包括花鼓主体及位于花鼓主体两端的法兰，整体式辐条组件固定在法兰上。
5.一实施方式中，所述的辐条围成多边形的中部设置有固接环，所述的辐条的中间段一体成型在固接环上时，所述的花鼓的法兰上设置有用于安装固接环的台阶面，所述的台阶面的形状与辐条中间段围成的多边形相匹配。
6.另一实施方式中，所述的法兰上设置有若干安装槽，所述的安装槽数量与辐条数量相对应。所述的法兰上的安装槽首尾依次相接，每一个安装槽的首端的槽深要小于前一个安装槽尾端的槽深。整体式辐条组件的辐条的中间段首尾依次相叠，每一根辐条的中间段的首端叠置于前一个辐条中间段的尾端；整体式辐条组件嵌入并胶合粘结于安装槽内。
7.优选的，所述的辐条的中间段上设置有第一定位结构，所述的安装槽内设置有与第一定位结构匹配的第二定位结构。
8.进一步的，所述的花鼓还包括两个盖体，两个盖体分别安装在两端的法兰上，使整体式辐条组件位于盖体与法兰之间。
9.其中，所述的固接环胶合粘结在台阶面上或者所述的固接环通过一连接件锁固在台阶面上。
10.其中，当所述的固接环通过连接件锁固在台阶面时，所述的固接环上均匀设置有若干连接孔，所述的台阶面上设置有与连接孔相对应的螺纹孔，所述的连接件上设置有外
螺纹，所述的连接件插入连接孔至螺纹孔内，实现螺纹连接。
11.优选的，所述的辐条的数量为五根，所述的中间段相互叠置围成正五边形；所述的两个连接段相对于中间段呈向中心弯折且向内倾斜设置：所述的两个连接段之间的夹角α为150
°
～170
°
，连接段与中间段倾斜的夹角β为3
°
～10
°
。
12.本发明还公开了一种车轮的生产工艺，包括以下生产步骤：
13.a.制备上述的整体式辐条组件及花鼓。
14.b.将两组整体式辐条组件分别固定在花鼓两端的法兰上。
15.c.将整体式辐条组件与轮圈连接，使轮圈连接部固接于车轮轮圈上，形成车轮。
16.d.喷漆后形成成品。
17.进一步的，所述的花鼓还包括两个盖体，步骤s2中，将两组整体式辐条组件固定在花鼓两端的法兰上胶合粘结固定后，在两端的法兰上安装盖体；步骤s3与步骤s4间还包括以下步骤：
18.(1).在花鼓的两侧通过治具安装锁紧件锁紧，静置，待胶凝固；胶凝固后拆除治具及锁紧件。
19.(2).将车轮放入烘箱中进行烘干，烘箱温度为70℃～80℃。
20.其中，步骤s1中制备整体式辐条组件的步骤如下：
21.s11.制备碳纤维材料的辐条芯体，通过模具一体成型出中间段为扁状，连接段与中间段连接的一端为扁状，另一端为圆柱状的辐条芯体。
22.s12.在辐条芯体的圆柱状的两端分别安装轮圈连接部形成辐条。
23.s13.将辐条中间段相互叠置围成多边形，中间段相互叠置处固定连接形成整体式辐条组件。
24.其中，步骤s13中，中间段相互叠置处通过胶合粘结固定连接，或者中间段相互叠置处通过缠绕包覆碳纤维预浸料层形成固接环，将缠绕形成的固接环加温固化成型。
25.由于采用了上述结构，本发明具有如下有益效果：
26.1、本发明将辐条叠置形成整体，有效的提高了连接强度，且安装更加方便。
27.2、将整体式辐条组件通过固接环粘结在花鼓上或者嵌入花鼓的安装槽内，提高了与花鼓的连接强度，且由于一体式安装在花鼓上，对花鼓拉力小，提高了花鼓的使用寿命。
附图说明
28.图1是实施例一中整体式辐条组件的主视示意图。
29.图2是图1的局部立体结构示意图。
30.图3是设置六根辐条的结构示意图。
31.图4是辐条两个连接段之间的夹角的说明示意图。
32.图5是辐条的连接段与中间段倾斜的夹角的说明示意图。
33.图6是车轮的结构示意图。
34.图7是实施例一中将车轮的盖体分解的示意图。
35.图8是实施例一中花鼓的结构示意图。
36.图9是图8的主视示意图。
37.图10是实施例一中花鼓与整体式辐条组件的安装示意图。
38.图11是辐条的分解示意图。
39.图12是车轮进行锁紧步骤时的状态示意图。
40.图13是实施例二中整体式辐条组件的主视示意图。
41.图14是图13的俯视示意图。
42.图15是图13的局部立体结构示意图。
43.图16是实施例二中将车轮的盖体分解的示意图。
44.图17是实施例二中花鼓的结构示意图。
45.图18是实施例二中花鼓与整体式辐条组件的安装示意图。
46.图19是实施例三中花鼓与整体式辐条组件的安装示意图。
47.图20是图19的分解示意图。
48.图21是实施例三中整体式辐条组件的结构示意图。
49.图22是实施例三中花鼓的结构示意图。
50.主要组件符号说明：
51.100：整体式辐条组件，200：花鼓，300：轮圈，1：辐条，11：连接段，12：中间段，13：轮圈连接部，14：固接环，15：定位凹槽，16：连接孔，2：花鼓主体，3：法兰，31：安装槽，32：定位凸点，33：台阶面，34：螺纹孔，4：盖体，5：治具，6：锁紧螺栓，400：连接件。
具体实施方式
52.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述。
53.实施例一
54.本实例公开了一种整体式辐条组件与花鼓的连接结构，包括整体式辐条组件100及花鼓200。
55.如图1、2所示，整体式辐条组件100由一体成型的若干碳纤维制成的辐条1相互叠置形成。辐条1包括两个连接段11和一个中间段12，两个连接段11一端与中间段12连接，另一端设置有轮圈连接部13。中间段12相互叠置围成多边形，中间段12相互叠置处固定连接形成整体。
56.如图1中，整体式辐条组件100包括五根辐条1，五根辐条1的中间段12相互叠置围成正五边形。辐条1的数量在其它实施例中也可以设置为其它，比如图3中若设置六根辐条，为了确保每根辐条间隔一定的距离，其围成的六边形的面积比较大，需要匹配的车轮花鼓的法兰也需增大；而若辐条1的数量小于五根，其每根辐条1的受力相应增大，因此本实施例中优选采用五根辐条1。
57.辐条1的两个连接段11相对于中间段12呈向中心弯折且向内倾斜设置。如图4、图5所示，辐条-的倾斜角度设置，以辐条-安装在花鼓-上的位置处进行说明，图4和图5中只显示一根辐条1，隐去其余的辐条，以便于说明。图4中两个连接段11之间的夹角α为150
°
～170
°
(即两连接段11向中心弯折)，图5中连接段11与中间段12倾斜的夹角β为3
°
～10
°
(即两连接段11向内倾斜)。这一角度设置可以使得辐条的张力合适，受力均匀。
58.如图2所示，辐条的中间段12首尾依次相叠，每一根辐条的中间段12的首端叠置于前一个辐条中间段12的尾端。中间段12相互叠置处通过粘结固定连接形成整体。
59.如图7所示，花鼓200包括花鼓主体2、法兰3及盖体4。花鼓主体2两端各设有一个法兰3。两组整体式辐条组件100分别固定在两端的法兰3上，盖体4安装在法兰3上，使整体式辐条组件100位于盖体4与法兰3之间。轮圈连接部13卡固于轮圈300内。
60.如图8所示，法兰3上设置有五个安装槽31，安装槽31数量与辐条1数量相对应。为了便于安装定位，中间段12上设置有第一定位结构，安装槽31内设置有与第一定位结构匹配的第二定位结构。第一定位结构和第二定位结构可以为互为配合的卡接结构。结合图2所示，本实施例中，第一定位结构为定位凹槽15，第二定位结构为定位凸点32。定位凸点32与定位凹槽15卡接定位。
61.五个安装槽31首尾依次相接，呈正五边形布置。每一个安装槽31的首端的槽深小于前一个安装槽31尾端的槽深。如图8所示，安装槽a的首端为a1，尾端为a2，安装槽b的首端为b1，尾端为b2，安装槽a为安装槽b的前一个安装槽。如图9所示，b1的槽深s要小于a2的槽深h。整体式辐条组件100的辐条1的中间段12首尾依次相叠，每一根辐条的中间段12的首端叠置于前一个辐条中间段12的尾端。整体式辐条组件100整体嵌入并胶合粘结于五个安装槽31内，如图10所示。
62.结合图6所示，本发明还公开了车轮的生产工艺，步骤详述如下。
63.s1.制备上述的整体式辐条组件及花鼓
64.整体式辐条组件的步骤如下：
65.s11.制备碳纤维材料的辐条芯体，通过模具一体成型出中间段12为扁状，连接段11与中间段12连接的一端为扁状(如图11中11a端)，另一端为圆柱状(如图11中11b端)的辐条芯体，如图11所示。
66.s12.在辐条芯体的圆柱状的两端分别安装轮圈连接部13(金属件)形成辐条。
67.s13.将辐条中间段12相互叠置围成多边形，中间段12相互叠置处通过胶合粘结固定，形成整体式辐条组件。
68.s2.整体式辐条组件与花鼓固定
69.s21.将整体式辐条组件100中部嵌于安装槽31内，使定位凸点32与定位凹槽15卡接定位。
70.s22.在整体式辐条组件100与安装槽31间涂覆胶层，将整体式辐条组件100固定于安装槽31内。
71.s23.将盖体4安装至法兰3上，使整体式辐条组件100与花鼓200紧密连接。
72.s24.重复步骤s21-s23，在花鼓200的另一侧安装另一组整体式辐条组件100。
73.s3.连接轮圈
74.将整体式辐条组件100与车轮的轮圈300连接，使轮圈连接部13固接于轮圈300上，形成车轮。
75.s4.锁紧
76.如图12所示，在花鼓200的盖体4的两侧通过治具5安装锁紧件锁紧，锁紧件为锁紧螺栓6。静置，待胶凝固。胶凝固后拆除治具及锁紧螺栓。通过锁紧，使得花鼓与整体式辐条组件之间无间隙，实现紧密连接。
77.s5.烘干
78.将车轮整体放入烘箱中进行烘干，烘箱温度为70℃～80℃。
79.s6.喷漆
80.将烘干后的车轮进行喷漆后形成成品。
81.实施例二
82.本实施例公开了一种整体式辐条组件与花鼓的连接结构，包括整体式辐条组件100及花鼓200。如图13-图15所示，本实施例的整体式辐条组件，其与实施例一的区别在于：辐条1围成多边形的中部设置有固接环14，辐条1的中间段12一体成型在固接环14上。本实施例通过固接环14使辐条1连接形成整体，而不用如实施例一那样在花鼓上加工安装槽，其结构更加简单。采用固接环14进行固定，其强度更高，连接更可靠。
83.如图16所示，花鼓200包括花鼓主体2、法兰3及盖体4。花鼓主体2两端各设有一个法兰3。两组整体式辐条组件100分别固定在两端的法兰3上，盖体4安装在法兰3上，使整体式辐条组件100位于盖体4与法兰3之间。轮圈连接部13卡固于轮圈300内。
84.如图17、图18所示，花鼓200的法兰3上设置有用于安装固接环14的台阶面33，台阶面33的形状与辐条中间段12围成的正五边形相匹配，固接环14胶合粘结在台阶面33上。
85.本发明还公开了车轮的生产工艺，步骤详述如下。
86.s1.制备上述的整体式辐条组件及花鼓
87.整体式辐条组件的步骤如下：
88.s11.制备碳纤维材料的辐条芯体，通过模具一体成型为中间段12为扁状，连接段11与中间段12连接的一端为扁状，另一端为圆柱状的辐条芯体，如图11所示。
89.s12.在辐条芯体的圆柱状的两端分别安装轮圈连接部13形成辐条。
90.s13.将辐条中间段12相互叠置围成多边形，中间段12相互叠置处通过缠绕包覆碳纤维预浸料层形成固接环14，将缠绕形成的固接环14加温固化成型。
91.s2.整体式辐条组件与花鼓固定
92.s21.如图18所示，将整体式辐条组件100中部套入花鼓主体2上，使固接环14嵌入台阶面33上定位。
93.s22.在整体式辐条组件100与台阶面33之间涂覆胶层，将整体式辐条组件100固定于台阶面33上。
94.s23.将盖体4安装至法兰3上，使整体式辐条组件100与花鼓200紧密连接。
95.s24.重复步骤s21-s23，在花鼓200的另一侧安装另一组整体式辐条组件100。
96.s3.连接轮圈
97.将整体式辐条组件100与车轮的轮圈300连接，使轮圈连接部13固接于轮圈300上，形成车轮。
98.s4.锁紧
99.在花鼓200的盖体4的两侧通过治具5安装锁紧螺栓6进行锁紧。静置，待胶凝固。胶凝固后拆除治具5及锁紧螺栓6。
100.s5.烘干
101.将车轮整体放入烘箱中进行烘干，烘箱温度为70℃～80℃。
102.s6.喷漆
103.将烘干后的车轮进行喷漆后形成成品。
104.实施例三
105.如图19-图22所示，本实施例公开了一种整体式辐条组件与花鼓的连接结构，包括整体式辐条组件100、花鼓200及连接件400。本实施例的整体式辐条组件，其与实施例二的区别在于：固接环14上均匀设置有若干连接孔16，如图21示。
106.如图22示，花鼓200包括花鼓主体2及法兰3。花鼓主体2两端各设有一个法兰3。两组整体式辐条组件100分别固定在两端的法兰3上。轮圈连接部13卡固于轮圈300内。花鼓200的法兰3上设置有用于安装固接环14的台阶面33，台阶面33的形状与辐条中间段12围成的正五边形相匹配，台阶面33上设置有与连接孔16相对应的螺纹孔34。固接环14安装在台阶面33上。
107.本实施例的连接件400采用高强度的螺栓，螺栓上设置有外螺纹。连接件400插入连接孔16至螺纹孔34内，实现螺纹连接。
108.本实施例中车轮的生产工艺，步骤详述如下。
109.s1.制备上述的整体式辐条组件及花鼓
110.整体式辐条组件的步骤如下：
111.s11.制备碳纤维材料的辐条芯体，通过模具一体成型为中间段12为扁状，连接段11与中间段12连接的一端为扁状，另一端为圆柱状的辐条芯体，如图11所示。
112.s12.在辐条芯体的圆柱状的两端分别安装轮圈连接部13形成辐条。
113.s13.将辐条中间段12相互叠置围成多边形，中间段12相互叠置处通过缠绕包覆碳纤维预浸料层形成固接环14，将缠绕形成的固接环14加温固化成型。
114.s14.在固接环上加工连接孔16。
115.s2.整体式辐条组件与花鼓固定
116.s21.将整体式辐条组件100中部套入花鼓主体2上，使固接环14嵌入台阶面33上定位，连接孔16与螺纹孔34一一对应。
117.s22.将连接件400插入连接孔16至螺纹孔34内，实现整体式辐条组件100与花鼓200螺纹紧固连接。
118.s23.重复步骤s21-s22，在花鼓200的另一侧安装另一组整体式辐条组件100。
119.s3.连接轮圈
120.将整体式辐条组件100与车轮的轮圈300连接，使轮圈连接部13固接于轮圈300上，形成车轮。
121.s4.喷漆
122.将车轮进行喷漆后形成成品。
123.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。