由纖維增強(qiáng)的塑性材料制成的輪子的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種由纖維增強(qiáng)的塑性材料制成的輪子。
【背景技術(shù)】
[0002]DE102011087936B3在2013年2月以ThyssenKrupp Carbon Components GmbH的名義公布。它描述了一種由纖維增強(qiáng)的塑料制成的輪子和一種制造這種類型的輪子的方法。根據(jù)該文獻(xiàn)，輪子的特征在于從輪輞槽越過外輪輞胎圈(輪緣)無中斷地延伸到輪盤的增強(qiáng)性纖維的層。輪盤在外輪輞胎圈上消失。制造這種輪子的過程包括將增強(qiáng)性纖維鋪設(shè)在基本上是筒形的成型工具上。為了建造輪盤，增強(qiáng)性纖維被鋪設(shè)在基本上筒形的輔助成型工具的輪廓表面上。然后，輔助工具被移走，并且已被鋪設(shè)的纖維被折疊到垂直于待建造的輪子的旋轉(zhuǎn)軸線的平面中。
[0003]DE102011077834A1 在2012年 12月以Bayerische Motoren Werke AG的名義公布。除了別的以外，它描述了一種用于生產(chǎn)由纖維增強(qiáng)的塑料制成的輪子的方法。因此，應(yīng)用了使用纖維增強(qiáng)的塑料的噴射成型工藝或者轉(zhuǎn)送成型工藝。輪子通過將由長纖維組成的條插入輪輻以及輪輞而在結(jié)構(gòu)上被增強(qiáng)(加強(qiáng))。
[0004]DE102010010513A1 在2011 年9月以Leichtbau-Zentrum Sachsen GmbH的名義公布。除了別的以外，它描述了一種用于生產(chǎn)帶有由纖維增強(qiáng)的塑料制成的輪輞的輪子的方法。輪盤和輪輞之間的連接是通過預(yù)成形輪盤的外圍編織建立的。
[0005]DE102005041940B4在2007年3月以ThyssenKrupp Carbon Components GmbH的名義公布。除了別的以外，它描述了一種由纖維增強(qiáng)的塑料制成的輪子以及一種制造這種輪子的方法。根據(jù)該發(fā)明的輪子包括至少部分地限定所生成的輪子的幾何形狀的輔助工具。這個輔助工具被編織的軟管包裹，該編織的軟管被插入所生成的輪子的旋轉(zhuǎn)軸處的中心孔，被展開并且然后被反轉(zhuǎn)。
[0006]W013083123在2013年6月以ThyssenKrupp Carbon Components GmbH的名義公布，并示出了一種具有由纖維增強(qiáng)的材料制成的輪輞的輪子。該文獻(xiàn)公開了通過在輪輞的向心輪廓的旁邊鋪放輪盤的至少兩個局部層的成型的連接區(qū)域來將輪盤的至少兩個局部層連接到輪輞而在輪盤與輪輞之間形成的連接。同樣的，本文獻(xiàn)還公開了制造所述輪子的方法。
[0007]W013083500在2013年6月以ThyssenKrupp Carbon Components GmbH的名義公布，并且示出了具有輪轂的輪子。輪轂的輪輻由纖維增強(qiáng)的材料制成并且包括線性紡織絞股，它從輪輞到輪轂來回延伸至少一次而沒有中斷。紡織絞股的兩端被鋪設(shè)在輪輞的向心輪廓的旁邊。同樣的，該文獻(xiàn)還公開了制造所述輪子的方法。
[0008]現(xiàn)存輪子概念的問題可能是由輪輻結(jié)構(gòu)或輪盤以及輪輞之間的機(jī)械連接的不足引起的。
[0009]W013083729在2013年6月以同樣的申請人名義公布。它描述了一種由纖維增強(qiáng)的材料制成的輪子。該輪子包括位于該輪子的中心的插入物，該插入物被部分地嵌入在復(fù)合材料中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的一個目的是提供一種輪子，該輪子至少部分地由纖維增強(qiáng)的塑料材料制成并且能夠提供改進(jìn)的承載能力。本發(fā)明的另一目的是提供一種制造上述輪子的方法。
[0011]從現(xiàn)有技術(shù)來看，已知多種由復(fù)合材料制成的輪子。這些輪子沒有足夠的承載能力，尤其是在汽車運(yùn)動應(yīng)用中更是如此。根據(jù)本發(fā)明的輪子能夠提供更好的性能和更輕的重量。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的輪子通常包括輪輞和具有連接到輪輞的多個輪輻的輪心。多個輪輻包括從輪輻的徑向外端突出的至少一個搭板。輪輞包括開口，這些開口對應(yīng)于輪輻的橫截面(最好是輪廓鋒利)并且被布置成對應(yīng)于至少一個搭板。在安裝位置，至少一個搭板延伸穿過輪輞中的相關(guān)的開口。這些開口通常布置在輪輞槽和/或外胎圈座和/或外峰和/或外肩部的區(qū)域中。優(yōu)選地，至少一個搭板在其結(jié)合至輪輞的位置至少部分地沿輪輞的周向方向和/或軸向方向布置。通常，至少一個搭板被布置成與輪輞相切，并且沿著外輪廓。通常，至少一個搭板在外側(cè)上至少部分地被至少一個額外的材料層覆蓋，例如，將復(fù)合材料纏繞在外表面上。如果需要，額外的材料層包住增強(qiáng)環(huán)。輪心可以包括輪緣，該輪緣具有至少部分地嵌入到其中的插入物。在優(yōu)選實(shí)施方式中，輪子可以包括使輪輞與插入物直接互連的增強(qiáng)纖維束。在一個變型中，增強(qiáng)纖維束從輪輞開始，沿著輪輻繼續(xù)，包裹插入物，沿著輪輻繼續(xù)，并且終止于輪輞。插入物可以包括嘴孔，其中增強(qiáng)纖維束橫跨插入物。輪輻可以包括融合到輪輞邊緣中的中間肋。該中間肋可以包括沿著中間肋繼續(xù)并且終止于輪輞的增強(qiáng)纖維束。增強(qiáng)纖維束可以在輪輞邊緣上延伸成環(huán)。至少一個輪輞邊緣可以包括周向增強(qiáng)環(huán)，該周向增強(qiáng)環(huán)被輪輞和/或至少一個輪輻的復(fù)合材料包圍。輪輻的壁厚可以沿輪緣的方向增加，以改進(jìn)負(fù)載分配?？蛇x地或者另外，輪輻的橫截面可以沿輪輞的方向變寬。輪輻可以包括漏斗狀的外部部分。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的制造輪子的方法在原則上包括下面的方法步驟:提供稍后被至少一個額外的材料層覆蓋的輪輞或者輪輞的一部分。在輪輞中以沿周向方向分布的方式產(chǎn)生多個開口。當(dāng)通過激光切割來形成開口時，可以得到良好的結(jié)果。提供包括多個輪輻的輪心，其中輪輻的外端包括至少一個搭板。然后，使搭板穿過開口。將搭板布置在輪輞的外表面上。為了改進(jìn)負(fù)載傳遞，搭板在表面上擴(kuò)張。將搭板結(jié)合到外表面上。通常，至少一個額外的材料層從外側(cè)布置到搭板上，從而從外側(cè)圍繞搭板。額外的材料層可以形成至少一個外輪輞邊緣的一部分。在一個變型中，額外的材料層圍繞增強(qiáng)環(huán)，如所描述并且如附圖所示出的。
[0014]在優(yōu)選實(shí)施方式中，輪輞和輪心由復(fù)合材料制成，優(yōu)選由嵌入到基體材料(如，環(huán)氧樹脂)中的碳纖維和/或克維拉纖維和/或玻璃纖維和/或材料纖維等制成?；w可以通過樹脂轉(zhuǎn)送成型工藝(RTM)和/或以預(yù)浸漬休的形式添加，在預(yù)浸漬體中，纖維已被布置在仍未固化的基體中?？梢栽诎l(fā)生基體固化之前，通過膠和/或縫合將多個纖維層和/或纖維束附接到彼此。如果合適，輪輞可以由不同的材料制成，如金屬。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的輪子可以被用于例如車輛，例如摩托車、汽車、卡車或自行車。然而，也不限于這些應(yīng)用領(lǐng)域，并且還可以用于任何其它的領(lǐng)域，例如飛機(jī)。
【附圖說明】
[0016]從下面給出的詳細(xì)描述以及附圖，這里所述的發(fā)明將被更充分地理解，其不應(yīng)當(dāng)被考慮作為將所述發(fā)明限制到所附的權(quán)利要求。附圖示出了:
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明的輪子的前上立體圖；
[0018]圖2是根據(jù)圖1的輪子的后上立體圖；
[0019]圖3是根據(jù)圖1的輪子的制造的早期步驟；
[0020]圖4是根據(jù)圖1的輪子的制造的中間步驟；
[0021]圖5是根據(jù)圖1的輪子的制造的后期步驟；
[0022]圖6是根據(jù)圖1的輪子的制造的后期步驟的不同視圖；
[0023]圖7是另一個實(shí)施方式的前立體圖；
[0024]圖8是根據(jù)圖7的輪子的后立體圖；
[0025]圖9是根據(jù)圖7的輪子的前視圖；
[0026]圖10是根據(jù)圖9的線DD的截面圖；
[0027]圖11是根據(jù)圖10的細(xì)部E;
[0028]圖12是根據(jù)圖7的輪子的部分切除圖；
[0029]圖13是插入件的側(cè)視圖；
[0030]