复合材料制成的轮辋或轮辋部分制造技术

轮辋，该轮辋用于转动轴为A的车轮，轮辋包括第一元件(21)，第一元件呈围绕轴A回转的刚体段部的形式，所述刚体段部由复合材料制成的单体零件制成，并且所述第一元件包括相互区别的第一端部(7)和第二端部(8)，其特征在于，所述第一元件(21)通过挤压拉伸制成，并且在第一端部(7)和第二端部(8)之间构成角度大于350°的一弧形回转刚体段部；并且，组成第一元件的所述复合材料包括埋入在热固性基质中的纤维，纤维构成所述第一元件的至少50％的重量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及由复合材料制成的轮辋或轮辋部分。
技术介绍
自行车轮辋首先主要地由金属材料制成，如钢和铝。一种制造金属轮辋的常见方法包括实施直线形型件，将型件折弯并且将两端部焊接在一起，以实施环状体。只有由于金属材料表现出足够的延展性，这种方法才是可能的。现今，还实施复合材料制成的轮辋。由复合材料制成的轮辋或轮辋部分就提供的刚度/重量比而言，受到自行车运动员的极大好评。用于制造复合轮辋的材料选择的可能性是很大的。例如可以使用埋入基质中的玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维，基质可是热塑性或热固性类型的。此外，可以选择不同长度的并且根据其它不同构型相互布置的纤维。例如，在热塑性基质中的短纤维组合允许通过注射来制造轮辋。这种方法并不允许制造具有非常好的刚度/重量比的轮辋元件，特别是因为所使用的纤维应非常短并且纤维数量对热塑性基质数量的比例过于小，使得不能充分地利用纤维所提供的优点。还可以设计在热塑性基质中使用编织纤维(fibres tissees)，以允许与用于金属轮辋所使用的方法相似的一种制造方法。即，实施直线形形状，然后进行热折弯。当然，这种方法使得必须要使用热塑性基质。此外，由于玻璃纤维或碳纤维的模量很大，并且不能拉伸，该方法还使得必须对纤维取向进行特定的构型。典型地，将不可能弯折零件，该零件的纤维布置在所述零件的一部分中，并且沿着零件的一方向——该方向对应上述部分并且对应在折弯过程中的伸长方向——取向，将不可能折弯该零件。此外，直线形形状发生变形， 直到获得一圆形环状体，这需要不可延伸的纤维的数量相对于基质的数量而言要小。最后， 通过这种方法实施具有凹空型面的轮辋是不能实现的。从此可以知道，为了制造具有非常好的刚度/重量比的复合材料轮辋，需要优选地使用大量的长纤维，能够沿着任何方向，特别是沿着在热固性基质中的一周向对长纤维进行布置。由于材料的成本，也由于轮辋制造所需的时间长，这种轮辋的制造昂贵。专利文献US 6347839描述了一种制造复合轮辋的方法。轮辋由包含纤维的二十四层构成，这此情形中是玻璃纤维。不同的浸渍环氧树脂的纤维层相互叠置布置在一模具中，因而形成一层压织物。在树脂聚合后，轮辋从模具取出。有利地将一轮辋实施成单体部分，不过该方法耗时长并且需要大量的操作。此外，并不能使许多纤维层在模具中的配置自动化，这是为什么在单体轮辋的整个制备周期中需要操作者在场。另一方面，该方法使凹空零件一如可以是自行车轮辋——的模制变得不可能。 因而为了绕过这种困难，使用非常轻质材料的内型芯，一旦轮辋制成，内型芯就保持就位。 当然就重量而言，这种解决方案不是最优的。另一方面，为了避免压碎经常由泡沫塑料制成的型芯，树脂的注射压力受到限制。用于绕过这种困难的另一种解决方案包括，用多个部分来实施轮辋，每个部分呈环形并且打开的形状，这些部分相互胶接以实施最终的轮辋。该解决方案不仅就时间和材料而言代价不菲，而且由于如此制成的轮辋更加重，因此性能较差。另一已知的实施轮辋的方法在于使用一充气囊。该方法允许免去型芯，不过仍是耗时且昂贵的一种方法。在专利申请US 6398313中描述了另一种方法。在该方法中，轮辋由两个半轮辋构成，每个半轮辋构成角度为180°的弧形段部。每个段部通过模制制成。借助于由两个半球体制成的这种构型，轮辋剖面的封闭部分从而是在段部的两端部打开的段部的凹空部分。 对于模制而言，因而可使用更加坚硬的一种可抽取的型芯，并且更大的压力是可能的。在段部之间的两接合处通过在 轮辋的内部配置套节来实施。由于这两个套节的存在，这种技术不允许实现优化重量的轮辋。另一方面，该方法还是一种耗时、昂贵的方法。实际上，如同由不同纤维层组成的复合结构的所有模制方法，纤维层在模具中的配置产生大量的废弃物，这是因为在置于模具中前，纤维层在标准大小的织物板中进行切割。此外，这些模制方法还产生难以回收的树脂废弃物，这是因为这些树脂废弃物已经聚合。因此可以看见，在与制造成本、时间相关联的缺陷之外，复合材料制成的轮辋的模制还存在环境问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种轮辋，或提供一种轮辋部分，即包含在这种轮辋的制造中的一元件，该轮辋或轮辋部分不具有现有技术的缺陷。特别地，本专利技术的目的在于实施一种牢固的、轻质的轮辋，该轮辋包含复合材料的，如埋入可聚合树脂制成的基质中的纤维织物。本专利技术的目的通过提供一种轮辋来达到，该轮辋用于转动轴为A的车轮，轮辋包括第一元件，该第一元件呈围绕轴A回转的刚体段部(trOIlQOIlde solide)的形式，所述刚体段部由复合材料制成的单体零件制成，并且所述第一元件包括相互区别的第一端部和第二端部，其特征在于，所述第一元件在第一端部和第二端部之间构成角度大于350°的一弧形回转刚体段部；并且，组成第一元件的所述复合材料包括埋入的纤维，纤维构成所述第一元件的至少50%的重量。在本专利技术的优选实施方式中，除了前文段落中的特征，所述轮辋还包括在下文中所列出的特征的所有技术上可能的组合-组成第一元件的复合材料包括热固性基质，-第一元件通过挤压拉伸制成，-轮辋的剖面部分之一是封闭的部分，-组装部件可以包括胶合剂、在封闭的剖面部分中插入的套节、加强带、销，-轮辋包括第二元件，第二元件呈围绕轴A回转的一刚体段部的形式，所述刚体段部由复合材料制成的单体零件制成，所述第二元件的相互区别的第一端部和第二端部由角度大于350°的一弧形部分开，-第一端部和第二端部以互补的方式进行机加工，以允许相互的嵌套和实施轮辋的封闭，-轮辋包括第一元件和一结构表层，第一元件构成通过挤压拉伸制成的一型芯，结构表层至少部分地覆盖所述型芯。包括这种元件的轮辋的实施使得轮辋的制造成本更低，而该轮辋的刚度/重量比最大，该元件由构成轮辋周沿的整体或准整体的单体复合零件制成。此外，大于50%的纤维 /树脂比例的选择更加加强在刚度/重量比上的改进，特别是碳纤维。本专利技术的目的还通过实施轮辋的一种制造方法达到，所述制造方法包括以下步骤通过挤压拉伸获得至少一元件，该元件呈由复合材料制成的、围绕轴A回转的刚体段部的形式，所述元件包括第一端部和第二端部，并且在两端部之间构成角度大于350°的一弧形回转刚体段部；从至少一所述元件制备轮辋的粗坯，所述制备步骤可以包括附加的机加工步骤；制备用于粗坯的两端部的组装部件；和组装粗坯的两端部。在本专利技术的优选实施方式中，所述方法可包括在下文中所列的步骤的全部或一部分-组装部件的制备步骤包括在粗坯包括一凹空主体的情形下，套节的制造，-组装部件的制备步骤包括制备布置在粗坯的侧翼上的加强件，-两端部的组装通过胶接实施，_两端部的组装通过共同层压实施，-粗坯的制备步骤包括在包含在辐条的锚固点之间的区域中对下桥接件的机加工步骤，-粗坯的制备步骤包括用于对销设定范围的卷钩边的穿孔步骤，-粗坯的制备步骤包括通过配置加强板来对辐条的锚固点进行加固的加固步骤，-粗坯被复合织物层覆盖，以获得最终的轮辋。附图说明图1是包括根据本专利技术的第一实施方式的轮辋元件的自行车车轮的视图。图2是图1的轮辋元件的侧视图。图3是在组装前，第一实施方式的轮辋的透视图。图4是根据本专利技术的第二实施方式的轮辋的剖视图。图5a、5b、5c是轮辋元件的剖视图。图6是根据本专利技术的第三实施方式的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．轮辋（３），该轮辋用于转动轴为Ａ的车轮（１），所述轮辋包括第一元件（２１），该第一元件呈围绕轴Ａ回转的刚体段部的形式，所述刚体段部由复合材料制成的单体零件制成，并且所述第一元件包括相互区别的第一端部（７）和第二端部（８），其特征在于，所述第一元件（２１）在所述第一端部（７）和所述第二端部（８）之间构成角度大于３５０°的一弧形回转刚体段部；并且，组成所述第一元件的所述复合材料包括埋入的纤维，所述纤维构成所述第一元件的至少５０％的重量。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：JP·梅卡，B·萨耶，
申请(专利权)人：玛维克简易股份公司，
类型：发明
国别省市：FR