自行车轮辋和用于制造自行车轮辋的过程制造技术

本发明专利技术涉及自行车轮辋和用于制造自行车轮辋的过程，自行车轮辋包括由复合材料制成的壁，壁具有多个穿孔辐条附接座(58)，其中每一个穿孔座(58)由至少一个第一区域(62)和至少一个第二区域(64)界定，第一区域包括连续结构纤维(60)的堆积，第二区域与所述第一区域(62)沿周向间隔开并包括切断的结构纤维(60)。沿周向间隔开并包括切断的结构纤维(60)。沿周向间隔开并包括切断的结构纤维(60)。

【技术实现步骤摘要】
自行车轮辋和用于制造自行车轮辋的过程


[0001]本专利技术涉及一种自行车轮辋。
[0002]本专利技术也涉及一种用于制造上述辋的过程。
[0003]本专利技术的辋至少在其壁上包括复合材料，在该壁中制作穿孔辐条附接座。下文中，这样的辋也将用表述“由复合材料制成的辋”来标识。
[0004]在本说明书和权利要求书中，术语“穿孔辐条附接座”以广泛意义使用，以包括：直接插入辐条的座(辐条例如为设有扩大的头部或设有螺纹的辐条)；以及将辐条相关联的辐条帽或其它元件插入的座。
[0005]在本说明书和权利要求书中，术语“复合材料”用于指示包括结合在聚合材料中的多个结构纤维的材料。通常，上述结构纤维是单向或双向的纤维。在第一种情况下，可以提供单层单向纤维或至少两个相对于彼此倾斜的单向纤维并列层。在辋的远离穿孔辐条附接座的区域中，每一层的结构纤维沿着相应的纵向方向彼此大致平行地延伸。在第二种情况下，复合材料限定了一种织物，该织物包括沿着上述第一纵向方向延伸的第一多个大致平行结构纤维(纬线纤维)和沿着与前述第一方向大致垂直的第二方向延伸的第二多个大致平行结构纤维(经线纤维)。
[0006]在下文中，当提及单向纤维时，是指单向纤维层的结构纤维，而当提及双向纤维时，是指双向纤维的织物的结构纤维。

技术介绍

[0007]由复合材料制成的辋是已知的，并且该辋通常通过根据各种横截面形状对复合材料进行模制来制造。
[0008]通常，在包括热固性聚合材料的复合材料的情况下，执行压缩模制，而在包括热塑性聚合材料的复合材料的情况下，执行注入模制。
[0009]在将辋与毂相关联以形成自行车轮之前，必须在辋中制作多个穿孔辐条附接座。
[0010]上述穿孔座必须被制作在特定轮的辐条样式所需的位置中，即取决于辐条的数目、辐条沿辋圆周的分布、辐条在辋横截面中的位置以及每一个辐条采取的方向，例如通过辐条与毂的径向或切向附接和/或外倾角。
[0011]申请人的专利申请EP2422959和专利US10315461公开了用于制造由复合材料制成的自行车轮辋的过程，其中在模制复合材料之前制作多个穿孔辐条附接座，使得在模制之后，获得已经配备有上述穿孔座的自行车轮辋。特别地，在模制复合材料之前，通过结构纤维的移位将穿孔辐条附接座形成在期望的位置中。
[0012]在EP2422959中，这种移位是通过使用诸如锥子之类的非切削的尖头工具来执行的。这种工具一旦被插入到复合材料中，就会引起结构纤维的局部位移，而不会切削或剪切或去除结构纤维(除了最终非常有限数目的结构纤维，特别是那些恰好位于工具尖端处的结构纤维)。
[0013]在US10315461中，位于要制作的每一个穿孔座处的所有结构纤维都被移位(除了
最终提供的切削结构纤维，该切削结构纤维的百分比最多等于布置在每一个穿孔座处的总结构纤维的10％)。
[0014]在EP2422959和US10315461中所述的解决方案中，在单向纤维的情况下，结构纤维的移位导致包括连续的(即，未切断的)结构纤维的堆积的两个区域的存在，这两个区域被布置在相对于穿孔座沿直径方向相反的区域处并且沿着相对于结构纤维的纵向方向的大致横向方向。另一方面，在双向纤维的情况下，纬线结构纤维和经线结构纤维的移位导致包括连续结构纤维的堆积的四个区域的存在，这四个区域在围绕穿孔座以约90
°
间隔开的四个区域处。
[0015]申请人已经观察到，EP2422959和US10315461中所述的解决方案的缺点在于，特别是在单向纤维的情况下，而且也在双向纤维的情况下，由于这样的纤维区域的移位，所以在相对于每一个穿孔座且与包括纤维堆积的区域间隔开的相反部分处仅形成有聚合材料。这样的区域在辋中限定了结构上薄弱的部分。在这样的区域中，也可能有少量没有聚合材料的部分，即带有气泡的部分，因此进一步削弱了辋。
[0016]EP2422959和US10315461中所述的解决方案的另一个缺点与下列事实有关：结构纤维在穿孔座周围没有被充分地拉伸，并且为了能够正确地工作，结构纤维必须首先被拉伸开并且被加载。这导致辋的结构弱化，或者至少导致由辋提供的对辐条张紧期间和踩踏期间受到的机械应力的响应的延迟。
[0017]本专利技术所基于的技术问题是制造一种由复合材料制成的辋，该辋能够最佳且最容易地承受上述机械应力。

技术实现思路

[0018]在本专利技术的第一方面中，本专利技术涉及一种自行车轮辋，包括由复合材料制成的壁，所述壁具有多个穿孔辐条附接座，其中每一个穿孔座由至少一个第一区域和至少一个第二区域界定，所述至少一个第一区域包括连续结构纤维的堆积，所述至少一个第二区域与所述第一区域沿周向间隔开，并且所述至少一个第二区域包括切断的结构纤维。
[0019]在本说明书和权利要求书中，术语“包括连续结构纤维的堆积的区域”用于指示如下区域：在该区域中，连续结构纤维的局部密度大于复合材料中的连续结构纤维的平均标称密度。因此，如果复合材料具有一定的连续结构纤维的平均标称密度，则在辋的壁的远离穿孔座的每一个区域中，都将具有在平均标称密度附近的公差范围内的连续结构纤维密度，并且在包括连续结构纤维的堆积的区域中，都将具有大于超过这样的公差范围的上限的连续结构纤维密度。在模制复合材料之前，即在交联复合材料之前，在制造穿孔辐条附接座的同时获得了包括连续结构纤维的堆积的区域。实际上，在这样的情况下，由于用于制造穿孔辐条附接座的工具在连续结构纤维上施加的推力作用，所以连续结构纤维能够相对于聚合材料移动。
[0020]有利地，由于在每一个穿孔座周围的所有区域中以及因此也在EP2422959和US10315461中所述的辋中的纤维已经移位而仅留下聚合材料的那些区域中存在结构纤维，所以相对于EP2422959和US10315461中所述的辋，本专利技术的辋能够更快速且有效地响应其在使用期间所承受的机械应力。此外，一旦复合材料在模制后交联，则结合在聚合材料中的至少一些切断的结构纤维被适当地拉伸，因而适于承受并有效地传递辋在辐条附接座处所
承受的应力。
[0021]优选地，每一个穿孔座由至少两个第一区域和至少两个第二区域界定，所述至少两个第一区域包括连续结构纤维的堆积，所述至少两个第二区域与所述至少两个第一区域沿周向间隔开，并且所述至少两个第二区域包括切断的结构纤维。
[0022]更优选地，在单向纤维的情况下，提供了包括连续结构纤维的堆积的两个第一区域和包括切断的结构纤维的两个第二区域，而在双向纤维的情况下，提供了包括连续结构纤维的堆积的四个第一区域和包括切断的结构纤维的四个第二区域。
[0023]优选地，所述至少两个第一区域被布置在相对于所述穿孔座而言沿第一方向的两个相反侧上，并且所述至少两个第二区域被布置在相对于所述穿孔座而言沿相对于所述第一方向倾斜的第二方向的两个相反侧上。
[0024]更优选地，第二方向大致垂直于第一方向。
[0025]因此，优选地，在单向纤维的情况下，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.自行车轮辋(50)，包括由复合材料制成的壁(56)，所述壁(56)具有多个穿孔辐条附接座(58)，其中每一个穿孔座(58)由至少一个第一区域(62)和至少一个第二区域(64)界定，所述至少一个第一区域(62)包括连续结构纤维(60)的堆积，所述至少一个第二区域(64)与所述第一区域(62)沿周向间隔开，并且所述至少一个第二区域(64)包括切断的结构纤维(60)。2.根据权利要求1所述的自行车轮辋(50)，其中每一个穿孔座(58)由至少两个第一区域(62)和至少两个第二区域(64)界定，所述至少两个第一区域(62)包括连续结构纤维(60)的堆积，所述至少两个第二区域(64)与所述至少两个第一区域(62)沿周向间隔开，并且所述至少两个第二区域(64)包括切断的结构纤维(60)。3.根据权利要求2所述的自行车轮辋(50)，其中所述至少两个第一区域(62)被布置在相对于所述穿孔座(58)而言沿第一方向(T)的两个相反侧上，并且所述至少两个第二区域(64)被布置在相对于所述穿孔座(58)而言沿相对于所述第一方向(T)倾斜的第二方向(L)的两个相反侧上。4.根据权利要求3所述的自行车轮辋(50)，其中所述第二方向(L)大致垂直于所述第一方向(T)。5.根据权利要求4所述的自行车轮辋(50)，其中在远离所述穿孔座(58)的区域中，所述第二方向(L)大致平行于所述连续结构纤维(60)和所述切断的结构纤维(60)的纵向方向。6.根据权利要求1所述的自行车轮辋(50)，其中至少一些所述第二区域(64)的至少一些所述切断的结构纤维(60)在靠近相应的穿孔座(58)处具有曲线的渐进，且在远离所述穿孔座(58)的区域中具有大致直线的渐进。7.根据权利要求1所述的自行车轮辋(50)，其中在远离所述穿孔座(58)的区域中，所述切断的结构纤维(60)占据一个空间，所述空间沿着与所述切断的结构纤维(60)的纵向方向(L)垂直的方向(T)具有比所述穿孔座(58)的直径(D)的10％大的尺寸。8.根据权利要求7所述的自行车轮辋(50)，其中所述尺寸被包括在所述穿孔座(58)的所述直径(D)的20％与70％之间，包括极值。9.根据权利要求1所述的自行车轮辋(50)，其中：所述连续结构纤维(60)和所述切断的结构纤维(60)是被布置在至少两个并列层中的单向纤维，在所述至少两个并列层的每一个中限定所述至少一个第一区域(62)和所述至少一个第二区域(64)；或者所述连续结构纤维(60)和所述切断的结构纤维(60)是双向纤维，且包括经线纤维和纬线纤维，所述至少一个第一区域(62)和所述至少一个第二区域(64)由所述经线纤维和所述纬线纤维两者限定。10.一种用于制造自行车轮辋(50)的过程...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛里，
申请(专利权)人：坎培诺洛有限公司，
类型：发明
国别省市：