由纤维复合材料组成的且具有集成凸缘的轮辋座制造技术

本发明专利技术涉及一种由纤维复合材料组成的且具有集成凸缘的轮辋座。在此，该凸缘由轮辋座的纤维层(9a)的向内指向的突出部形成，其中，该纤维层在不中断纤维的情况下从轮辋座导入进凸缘内。通过将纤维材料铺放在与轮辋座的轮廓相符的模具(4)上来实现制造，该模具具有径向环绕或分段的凹槽(10a)。在此，纤维如此地铺放，即，至少一个纤维层的纤维具有指向进凹槽内的突出部。优选地应用多件式的模具，其能够减小凹槽的宽度并且进而能够使突出部变形。

A rim seat consisting of a fiber composite and having an integrated flange

The invention relates to a rim seat composed of a fiber composite material and having an integrated flange. Here, the flange is formed from an inward pointing protrusion of the fiber layer (9a) of the rim seat, wherein the fiber layer is introduced into the flange from the rim seat without interrupting the fiber. The manufacturing is achieved by placing the fiber material on a mold (4) in conformity with the contour of the rim seat, which has radially rounded or segmented grooves (10a). Here, so fiber laid, i.e., at least one fiber layer fiber has a protrusion in the groove of the pointing into the. Preferably, the multi piece mold can reduce the width of the groove and thereby deform the protrusion.

【技术实现步骤摘要】
由纤维复合材料组成的且具有集成凸缘的轮辋座分案申请说明本申请是申请日为2012年12月3日、国家申请号为201280060307.X(PCT申请号为PCT/EP2012/074187)、且专利技术名称是“由纤维复合材料组成的且具有集成凸缘的轮辋座及其制造方法”的专利技术专利申请的分案申请。
在汽车制造中，特别是在备件和升级改装件(Tuningteil)的制造中对轻型结构材料的应用是由现有技术来所公知的。特别是对用于车身件和小部件的轻金属，如铝和镁的应用同时也在批量生产中得以推广。基于其出色的重量与机械特性的比率，纤维复合材料额外地变得越来越重要了。然而迄今为止，这些复合材料优先使用在车身制造中，这是因为制造由纤维复合塑料组成的匹配于负载的构件，例如轮辋是昂贵的并且仍旧是当前研发的主题。
技术介绍
对用于汽车车轮，或这说汽车轮辋的纤维复合材料的应用导致了关于车辆的加速和行驶性能方面的明显的改进。减少车轮的惯性的和非簧载的质量的同时带来的结果是车辆的更好的道路附着稳定性以及承载力的明显减少，并且因此例如可以导致减震器、车轮悬架和减震支柱支承部(Domlager)的更高的使用寿命。由现有技术已经公知有轻型结构-汽车车轮，其全部地或至少部分地由纤维复合材料组成。DE4123459C1公开了一种汽车车轮，其由塑料轮辋和至少部分地由金属组成的轮盘组成，相对于常规的钢轮辋，利用该汽车车轮能够实现重量的显著减少，并且同时能够实现车轮的充分的热导率。在此，由高强度的且具有相对高的热导率的塑料组成的轮辋的内侧在凸峰座(Humpbett)与深槽座(Tiefbett)之间设计出相对于轮盘的理想形状的配对件，从而使它们尽可能形状锁合地彼此贴靠。额外地，在深槽座的背对轮胎的侧上可以安装有向内指向的、连续或中断式的且用于旋拧轮盘的边缘部。根据该印刷文献，在轮辋与轮盘之间额外地设置了另一种形状锁合或材料锁合的连接方式。为了有利于材料锁合，尤其地优选由复合金属塑料来对轮盘和轮辋进行构造。在该印刷文献中没有公开对纤维复合材料的应用。在DE202005004399U1中描述了一种汽车车轮，其由纤维增强的塑料组成的轮辋和由金属组成的轮辐(Radschüssel)组成。在此，轮辐或辐条或其它连接元件居中地与轮辋连接，其中，它们被引导穿过轮辋。这种解决方案相对于如在DE4123459C1中将轮辐固定在位于内侧的边缘部上是有利的。这尤其适用于摩托车的轮胎，这是因为通过居中的固定避免了所谓单侧的、对轮辋施加的强烈的机械负载。此外，因此绕开了如下问题，即，根据所引用的现有技术不能制造出具有位于里面的、纤维均匀增强的边缘部的轮辋。利用DE102010010513A1和DE102010010512A1描述了如下用于制造由纤维复合材料组成的空心型材类型的构件，尤其是车轮轮辋的方法，即通过编织技术将纤维铺放在塑造成构件轮廓的模具上并且随后利用基质材料对预成型件进行加固。此外还公开了，在铺放纤维期间，怎样能够将第二构件，尤其是轮盘或者说轮辐或车辆网纹(Radkreuz)形状锁合地集成到预成型件中，以便在随后加固时，通过材料锁合达到与这个第二构件的坚固连接。由此，虽然确保了轮辐与轮辋的高强度的连接，但是该连接仍是以两个构件的不可拆卸的连接为基础并且因此不能通过组合不同的轮盘和轮辋的方式来对汽车车轮进行模块化地构成。在US3,917,352中描述了一种由纤维增强的塑料车轮组成的汽车车轮以及一种对其进行制造的方法。在此，单件式地构成车轮并且其包括轮辋座和轮盘。车轮的制造通过将织造软管(Gewebeschlauch)围绕模具的两个半部进行缠绕来实现，其中，可通过外缠绕凹槽构造出轮盘。然而，在缠绕时的纤维铺放并不是足够形状锁合地进行，因此，织造软管必须额外地以织造织物带或长丝来包围缠绕。由于该制造方法局限于单件式的轮辋，使得不能对汽车车轮进行模块化地构成。在DE4223290B4中公开了一种复合合成树脂车轮，其由多个子铸件组成。这些子铸件在它们的连接面上具有相对应的螺纹，从而它们能够借助旋拧地拼接在一起。这种偏离于工业标准的拼接的方式在制造子铸件时就已经要求添加上螺纹，并且因此强烈地限制了子铸件的实用性。此外，在不用铸造法或压铸法的情况下是不容易制造带有这种类型的螺纹的子件。迄今为止，由纤维复合材料组成的轻型结构车轮早先是利基产品，并且由于产量少和高的制造成本而对于普通消费者来说经常是负担不起的。这尤其是因为，为了制造由纤维复合材料组成的轮辋，不仅必需专业知识，而且还必需特殊的机器和首先要在批量生产中慢慢地找到的工艺。但是，通过模块化的系统可以非常容易将这些工艺引进大众市场中，该系统能够使不同的制造商依靠选择基本元件和其个性化。
技术实现思路
本专利技术的任务是克服现有技术的缺点并且提供一种由纤维复合材料组成的、具有用于与轮盘或轮心坚固连接的集成凸缘的轮辋座以及对其进行制造的方法。这个轮辋座应当作为基本元件通过将视觉上吸引人的轮盘装配在集成凸缘上而可以满足任何的个别需要。在此，轮辋座应当通过将轮盘固定在集成凸缘上而能够充实成为可完全地承载的、尤其是具有道路许可的汽车车轮。根据本专利技术的任务通过由纤维复合材料组成的轮辋座以及制造这种轮辋座的方法来解决。所述轮辋座具有位于所述轮辋座的内侧的、用于固定轮心或者说轮盘的凸缘，其中，所述凸缘由所述轮辋座的纤维层的向内指向的突出部形成，其中，所述纤维层在没有中断的情况下从所述轮辋座导入进所述凸缘内。在所述方法中，-将纤维材料铺放在与所述轮辋座的轮廓相符的且具有环绕的或分段的径向凹槽的多件式的模具上，所述凹槽通过在单个模具部分之间的且在轴向和径向的方向上受限定的留空部形成，-其中，所述铺放如此地进行，即，至少一个纤维层的纤维材料的纤维导入进所述凹槽内，-因此，形成具有至少一个带有向内指向所述凹槽的突出部的纤维层的纤维预型件，-至少一个纤维层的向内指向的突出部成楔形地跨越过所述凹槽，所述突出部仅不完全地贴靠在所述凹槽的内轮廓上，-通过轴向移动所述模具部分来减小所述凹槽的宽度，并且使所述突出部变形，并且-所述纤维预型件随后利用基质材料进行加固。根据本专利技术的轮辋座完全由纤维复合材料组成，并且在轮辋座的内侧，或者说背对轮胎的侧上具有用于固定轮心或轮盘的凸缘。轮辋座在两侧由轮缘限定并且在轮缘之间具有轮辋深槽座，在该轮辋深槽座的区域内，轮辋座具有最小的圆周。轮辋座可具有另外的设计方案，例如凸峰或轮辋肩部，但是，它们对于本专利技术来说是次要的。根据本专利技术，凸缘可以布置在轮辋座的整个区域内，优选地，将凸缘布置在轮辋深槽座中。轮辋座和凸缘优选单件式地由纤维复合材料形成。纤维复合材料优选由置入在热固或热塑性的基质材料中的增强纤维组成。在此，单件式意味着：轮辋座和凸缘至少部分地由共同的增强纤维形成。由于在轮辋座和凸缘中存在有共同的增强纤维，使得力，尤其是拉伸力在轮辋座与凸缘之间极好地传递。碳纤维、玻璃纤维或芳族聚酰胺丝纤维优选作为增强纤维来应用。在此，增强纤维在纤维层中成层状地布置在轮辋座和凸缘中。在此，根据制造方法，纤维层可由编织物、织造织物、纬编织物或非织造织物组成。特别优选地，纤维层由尤其是编织好的或缠绕好的连续纤维构成。由连续纤维形成的纤维层在换向点处交叉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由纤维复合材料组成的轮辋座，其具有一个位于所述轮辋座的内侧的、用于固定轮心或者说轮盘的凸缘，其特征在于，所述凸缘以单个的圆段的形式存在于所述轮辋座的内侧并且由所述轮辋座的纤维层的向内指向的突出部形成，其中，所述纤维层在没有中断的情况下从所述轮辋座导入进所述凸缘内，并且所述凸缘的侧壁成形为相对于位于轮盘或者说轮心上的安装元件的理想形状的配对件。

【技术特征摘要】
2011.12.07 DE 102011087921.81.一种由纤维复合材料组成的轮辋座，其具有一个位于所述轮辋座的内侧的、用于固定轮心或者说轮盘的凸缘，其特征在于，所述凸缘以单个的圆段的形式存在于所述轮辋座的内侧并且由所述轮辋座的纤维层的向内指向的突出部形成，其中，所述纤维层在没有中断的情况下从所述轮辋座导入进所述凸缘内，并且所述凸缘的侧壁成形为相对于位于轮盘或者说轮心上的安装元件的理想形状的配对件。2.根据权利要求1所述的由纤维复合材料组成的轮辋座，其特征在于，所述纤维层在没有中断的情况下从所述轮辋座导入进所述凸缘内且又导出，并且所述凸缘的下端部由所述纤维层的换向点形成。3.根据权利要求1所述的由纤维复合材料组成的轮辋座，其特征在于，所述纤维层不中断地穿越过整个轮辋座以及整个凸缘。4.根据权利要求1所述的由纤维复合材料组成的轮辋座，其特征在于，一部分纤维层仅部分地穿越过所述轮辋座。5.根据权利要求1所述的由纤维复合材料组成的轮辋座，其特征在于，所述纤维层由编织的连续纤维形成。6.根据权利要求1所述的由纤维复合材料组成的轮辋座，其特征在于，所述轮辋座的纤维层的由至少一个形成凸缘的纤维层组成的、径向内置的层具有导入...

【专利技术属性】
技术研发人员：延斯·维尔纳，克里斯蒂安·克勒，安德烈·巴尔奇，山德罗·梅克，米夏埃尔·德雷斯勒，马丁·莱佩尔，维尔纳·胡芬巴赫，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯碳素零件有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE