本發(fā)明涉及一種用于制造用于肌肉動力車輛(比如，自行車)的具有層結(jié)構(gòu)的輪圈的方法。

背景技術(shù)：

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，從DE 10 2007 042 198 A1已知一種用于制造輪圈的方法。其中，具體提出了用于制造用于輪胎輪圈(尤其是用于夾鉗輪圈)的輪圈環(huán)的方法。

其中，說明了以下步驟：提供由硬化復(fù)合纖維材料制成的外部輪圈輪廓；提供塑料模具元件；提供由復(fù)合纖維材料制成的至少一個頂層；在外部輪圈輪廓的內(nèi)部徑向地插入塑料模具元件；以及將頂層相對于塑料模具元件以及外部輪圈輪廓定位，以使得頂層的至少一個/至少一部分從塑料模具元件延伸至外部輪圈輪廓的外部。此外，該較老的印刷出版物涉及一種用于在輪圈環(huán)上安裝由復(fù)合纖維材料制成的輪輻的方法。最后，該較老的印刷出版物還涉及輪圈環(huán)、夾鉗輪圈(clincher-rim)以及具有夾鉗輪圈的自行車。

從WO 2011/096805 A1也已知一種用于制造增強(qiáng)纖維產(chǎn)品的裝置和方法。具體地，其中公開了圓環(huán)形的增強(qiáng)纖維復(fù)合產(chǎn)品。

用于攜帶輪胎的輪圈已在車輛上使用了很長時間。這種輪圈用于內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的車輛，比如汽車、卡車或其它多功能車輛，而且也用于肌肉動力的車輛，比如，自行車。

在自行車領(lǐng)域中，已證明不同的材料——所稱為的鋁輪圈、鋼輪圈、鈦輪圈以及所稱為的復(fù)合材料輪圈是成功的。通常，這些復(fù)合材料輪圈可被視為包括不同材料的輪圈。這種復(fù)合材料輪圈的特殊子類型也是纖維復(fù)合材料輪圈，即，這種輪圈使用增強(qiáng)纖維(比如，短纖維或長纖維)。通常，纖維嵌入在樹脂中。在制造處理的過程中，樹脂被硬化以便制成完全完整的輪圈。在一個或幾個重新處理步驟中，對包含增強(qiáng)纖維的完成的輪圈產(chǎn)品的表面進(jìn)行處理是很常見的，這些表面處理也是磨料類型的。

在過去的20年中，纖維復(fù)合材料輪圈的優(yōu)勢已變得顯而易見。畢竟，相比較由其它材料制成的輪圈，這種輪圈更輕量且更堅硬。已證明這種輪圈尤其在競賽自行車、鐵人三項自行車以及山地自行車的高端領(lǐng)域中是成功的。

遺憾的是，目前可獲得的纖維復(fù)合材料輪圈仍然過于昂貴，并且對于硬度和輕量化而言，可進(jìn)一步優(yōu)化。

本發(fā)明要解決正在于此，本發(fā)明重點在于去除或至少減少這些已知的缺陷。具體地，提出了可機(jī)械制作的輪圈以及可用于制作該輪圈的方法，相比于常規(guī)輪圈，該方法增加了潛在成本(cost potential)，并且就硬度及輕量化而言，該方法改進(jìn)了輪圈。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的方法來解決該問題，本發(fā)明的方法包括以下種類的步驟(優(yōu)選地是，一個步驟接一個步驟地應(yīng)用)：

a)提供例如，由鋼合金制成的可能抗壓且抗溫的第一模具，

b)在第一模具中插入由至少兩個單獨的層(比如以針織的、網(wǎng)織的、編織的或非編織織物的方式)組成的第一平面增強(qiáng)纖維封裝，該第一平面增強(qiáng)纖維封裝比如包括玻璃纖維、芳族聚酰胺纖維和/或碳纖維，或者由玻璃纖維、芳族聚酰胺纖維和/或碳纖維組成，

c)在第一增強(qiáng)纖維封裝之上在第一模具中插入一個或幾個增強(qiáng)纖維墊，該增強(qiáng)纖維墊主要由增強(qiáng)纖維制成，

d)在一個或幾個增強(qiáng)纖維墊之上在第一模具中插入由至少兩個單獨層(比如以針織的、網(wǎng)織的、編織的或非編織織物的方式)組成的第二平面增強(qiáng)纖維封裝，該第二平面增強(qiáng)纖維封裝包括比如玻璃纖維、芳族聚酰胺纖維和/或碳纖維，或者由玻璃纖維、芳族聚酰胺纖維和/或碳纖維組成，

e)在第一模具中插入間隔件，

f)借助于例如，由鋼合金制成的抗壓且抗溫的第二模具來封閉第一模具，以及

g)例如，借助于壓力升高和/或溫度升高來硬化層結(jié)構(gòu)，打開第一模具和/或第二模具(多個模具)并且取出輪圈，該層結(jié)構(gòu)包含由之前執(zhí)行的步驟所獲得的增強(qiáng)纖維。

這種復(fù)雜層/層結(jié)構(gòu)可使用機(jī)器容易地實現(xiàn)。這縮短了制作時間。即使與已知的最輕量的輪圈比較，該輪圈重量也基本未改變，但是實現(xiàn)了硬度的顯著增加。遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了目前市場上可獲得的硬度系數(shù)。由于調(diào)節(jié)負(fù)載的設(shè)計，便利特性仍然不會劣化反而會改善。

以下將更詳細(xì)說明有利的實施方式。

例如，在步驟b)之前和/或步驟a)之后，將沿著線/(空間)曲線/邊緣/直線而折疊/向下翻轉(zhuǎn)的由增強(qiáng)纖維制成的第一連續(xù)雙面織物/材料 (比如，針織的、網(wǎng)織的、編織的或非編織的織物)插入第一模具中是有利的，該增強(qiáng)纖維比如包括玻璃纖維、芳族聚酰胺纖維和/或碳纖維，或者由玻璃纖維、芳族聚酰胺纖維和/或碳纖維組成。然后，可實現(xiàn)特別需要定向的纖維方向/取向。

對于輪圈的負(fù)載容量，在步驟f)之前和/或步驟e)之后，將沿著線/(空間)曲線/邊緣/直線而折疊/向下翻轉(zhuǎn)的由增強(qiáng)纖維制成的第二連續(xù)雙面織物/材料(比如，針織的、網(wǎng)織的、編織的或非編織的織物)插入第一模具中是有利的，該增強(qiáng)纖維比如包括玻璃纖維、芳族聚酰胺纖維和/或碳纖維，或者由玻璃纖維、芳族聚酰胺纖維和/或碳纖維組成。

當(dāng)間隔件實現(xiàn)為膨脹管(比如橡膠、天然橡膠或者硅膠的管)、整塊泡沫(比如聚甲基丙烯酰亞胺結(jié)構(gòu)，是聚合物，從該聚合物制成硬塑料(PMI)和硬泡沫(PMI-E)，并且該聚合物屬于聚酰亞胺，具體地，所述整塊泡沫是整塊所稱為的Rohacell泡沫)，和/或不可壓縮的塑料部件(比如包括(短)玻璃纖維的(熱固)樹脂組分)時，可特別準(zhǔn)確且能承載地實現(xiàn)/成形輪圈凸緣。

對于力量吸收，當(dāng)?shù)谝浑p面織物和/或第二雙面織物的增強(qiáng)纖維大體具有主要排列為平行于輪圈的圓周方向(即，具有與圓周方向呈大約±5°或大約0°的角度)的布置時是有利的。

在有利的示例性實施方式中：第一增強(qiáng)纖維封裝和/或第二纖維增強(qiáng)封裝中的增強(qiáng)纖維主要具有主要排列為正交于輪圈的圓周方向的布置，即，具有與輪圈的圓周方向大約80°至大約100°的角度，優(yōu)選地，85°、90°或95°。然后，可制成在軸向方向上特別能承載且特別堅硬的輪圈。

當(dāng)?shù)谝辉鰪?qiáng)纖維封裝和/或第二增強(qiáng)纖維封裝(各自)至少在軸向方向上具有由增強(qiáng)纖維制成的彼此分離的三層(例如，以針織的、網(wǎng)織的、編織的或非編織織物的方式)時是有利的，該增強(qiáng)纖維例如包括玻璃纖維、 芳族聚酰胺纖維和/或碳纖維，或者由玻璃纖維、芳族聚酰胺纖維和/或碳纖維組成。

其中，當(dāng)三層的中間一層具有在相對于圓周方向呈95°方向上的增強(qiáng)纖維，并且鄰近于該中間一層/貼近該中間一層的兩層在呈85°方向上具有增強(qiáng)纖維時是非常有利的。偏離±1°至2°完全可接受。

直接在步驟e)之后和/或直接在步驟f)之前，當(dāng)尖銳邊緣輔助輪廓層定位于間隔件上，在此期間，在該時間點處獲得的層結(jié)構(gòu)折疊/翻轉(zhuǎn)/向下折疊時，輪圈變得特別的側(cè)向剛性。

當(dāng)輔助輪廓層圍繞間隔件在兩個軸向端上折疊/翻轉(zhuǎn)/向下折疊時，使得獲得的層結(jié)構(gòu)的側(cè)向端部彼此面對時是有利的。這使得易于到達(dá)/嚙合固定在輪圈上夾鉗的后面。

如通過間隙在軸向方向上看到的，當(dāng)層結(jié)構(gòu)的軸向端部彼此重疊或者在圓周方向上彼此固定隔開時，夾鉗固定區(qū)域中的負(fù)載容量增加，在此實施方式中這使得易于取出間隔件。即使使用最后的替代方式，也可在時間上加速制造過程。

在有效的制造方面，當(dāng)使用樹脂(比如，環(huán)氧樹脂、熱固性樹脂或熱塑性樹脂)預(yù)浸漬增強(qiáng)纖維時，或者當(dāng)增強(qiáng)纖維是“干的”以使用(這種)樹脂在單獨浸漬步驟中浸漬增強(qiáng)纖維時是有利的。

當(dāng)?shù)谝荒＞咧辽僭谳S向方向上被劃分為例如，兩半，和/或第二模具在圓周方向上在每個接頭處被劃分為優(yōu)選地三個完全相同尺寸的部分時是有利的。這使得單獨層的組裝和插入更簡單。

當(dāng)輪圈的空氣動力學(xué)特性沒有優(yōu)先級時，間接或直接在步驟g)之后，在輪圈的徑向內(nèi)部，鉆出輪輻附接孔和/或閥通孔是有利的。這樣，可設(shè)計特別輕量的輪圈。

為了以有效方法制造能承載的(運轉(zhuǎn))輪，在輪圈上在與第二輪輻具有一軸向距離的地點處附接第一輪輻(例如，將它們層壓在輪圈上)是有利的。

間接或直接在步驟f)之前，通過執(zhí)行真空制作步驟，可實現(xiàn)在單獨部件間沒有自由空間的良好定位。為了該目的，可插入具有三部分徑向套筒的蓋件。此外，在該連接中，使用袋件覆蓋是可想到的。

為了使得有可能輕易取出間隔件，并且同時制作能承載的輪圈凸緣，間接或直接在步驟f)之后，執(zhí)行輪圈的徑向外部的銑削以制成輪圈凸緣是有利的。作為銑削的替換，也可執(zhí)行車削過程。

在有利的示例性實施方式中：例如，借助于以螺旋方法附接的粘合膠帶附接泡沫楔，例如粘在徑向內(nèi)部上。

此外，使用增強(qiáng)纖維層(例如，以針織的、網(wǎng)織的、編織的或非編織的織物的方式)覆蓋將來的制動器凸緣的區(qū)域(優(yōu)選地，在泡沫楔上)是有利的。

為了使得能夠確定良好的速度或者隨后也能確定騎行節(jié)奏(cadence)，在輪圈中或在泡沫楔的一個中插入(永)磁體、(磁性)傳感器、RFID芯片、配重和/或閥管是有利的。

當(dāng)使用增強(qiáng)纖維墊覆蓋泡沫楔和/或輪圈，其增強(qiáng)纖維排列為(主導(dǎo)地)接近圓周方向或者準(zhǔn)確地在圓周方向上時，改善了空氣動力學(xué)優(yōu)化輪圈的負(fù)載容量。

對于預(yù)制的單獨組件的銜接，在預(yù)期輪輻區(qū)域中安裝/放置增強(qiáng)纖維補塊(patch)是有利的。

當(dāng)例如由熱塑性材料制成的碰撞保護(hù)纖維定位在泡沫楔的區(qū)域中，優(yōu)選地，在所述泡沫楔的徑向方向的中央時是有利的。

對于“磨損”輪圈的快速檢測來說，當(dāng)芳族聚酰胺纖維區(qū)段位于且安裝在一個制動器凸緣的區(qū)域(僅/確切地)中時是有利的。這種芳族聚酰胺纖維區(qū)段可在圓周方向(即，切向方向)上沿循另一芳族聚酰胺纖維部分區(qū)段。其中，當(dāng)這種芳族聚酰胺纖維區(qū)段僅存在于一個單獨制動器凸緣上時是有利的，因為更多的芳族聚酰胺纖維區(qū)段使得重量不必要地增加。

當(dāng)由螺旋織物/螺旋網(wǎng)格制成的附加輪輻安裝系統(tǒng)用于使得輪輻能夠插入和/或閥插入件能夠插入時，對于穩(wěn)定性是有益的。

當(dāng)(樹脂)滲透以及增加壓力和/或溫度的步驟用于實現(xiàn)(運轉(zhuǎn))輪的硬化時是有利的。

本發(fā)明也涉及一種用于肌肉動力車輛(比如，自行車)的具有層結(jié)構(gòu)的輪圈，該輪圈是基于根據(jù)本發(fā)明的方法制造的。

本發(fā)明也涉及一種具有上述類型的和/或根據(jù)本發(fā)明的方法(類型的)的輪圈的(運轉(zhuǎn))輪。

最后，本發(fā)明也涉及一種具有如上所述的(運轉(zhuǎn))輪或者如上所述的輪圈的自行車。

附圖說明

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的輪圈的截面。

具體實施方式

以下，基于附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明，其中，具體描述了基于根據(jù)本發(fā)明的方法制造的根據(jù)本發(fā)明的輪圈的第一實施方式。

僅示出了輪圈的切向于圓周方向(即，沿著徑向方向)的截面，即，在硬化且從模具中取出之前并且在可能的后續(xù)處理/完成之前的仍然未完成的狀態(tài)。

附圖僅為示意性目的，并且僅用作提供對本發(fā)明的理解。附圖是連續(xù)執(zhí)行的步驟的疊加呈現(xiàn)，附圖一方面示出了輪圈如何被放置在模具中，并且另一方面，示出了在封閉模具之前如何排列單獨的層。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的輪圈1的截面。輪圈1布置在第一模具2以上并且在第二模具3以下。第二模具3也可被稱為套筒。

沿著在圓周方向上延伸的平面，第一模具2被劃分為第一環(huán)4和第二環(huán)5，并且定位為正交于軸向方向。使用箭頭6象征性地表示軸向方向，同時，使用箭頭7象征性地表示徑向方向。使用箭頭8象征性地表示圓周方向。

在第一模具2與第二模具3之間，限定了中空空間9，在該中空空間內(nèi)插入和/或放置輪圈1的層結(jié)構(gòu)的單獨的層。

第一增強(qiáng)纖維封裝10放置/插入第一模具2中，其中，有可能在其間另外放置第一雙面織物(其在圖中未示出)。在兩個環(huán)4與5之間的分離平面的區(qū)域中，并且在軸向鄰近于該分離平面并在最內(nèi)部輪圈區(qū)域的徑向外側(cè)，零度的增強(qiáng)纖維層11以一距離隔開，接下來是另一零度增強(qiáng)纖維層12以及另一零度增強(qiáng)纖維層13，該零度增強(qiáng)纖維層13隨后鄰近于下一個相鄰層的徑向外部，即，第二增強(qiáng)纖維封裝14。零度增強(qiáng)層11、12以及13也可被稱為增強(qiáng)纖維墊。

兩個增強(qiáng)纖維封裝10和14均由彼此分開的以85°、95°以及85°定方位的三個增強(qiáng)稱為層組成。

例如，由尖銳邊緣的玻璃纖維條制成的輔助物輪廓層15定位為在間隔件16的徑向外部。如開始就圖所提及的，零度增強(qiáng)層11、12以及13的遠(yuǎn)端圍繞輔助輪廓層15的軸向端面放置，使得零度增強(qiáng)層11、12以及13的遠(yuǎn)端彼此接觸，彼此重疊或彼此軸向遠(yuǎn)離。未在圖中示出該特定狀態(tài)。

兩個模具2和3由鋼合金組分制成。單獨層的增強(qiáng)纖維是(長)碳纖維。

參考標(biāo)號列表

1 輪圈

2 第一模具

3 第二模具

4 第一環(huán)

5 第二環(huán)

6 軸向方向

7 徑向方向

8 圓周方向

9 中空空間

10 第一增強(qiáng)纖維封裝

11 零度增強(qiáng)纖維層/增強(qiáng)纖維墊

12 零度增強(qiáng)纖維層/增強(qiáng)纖維墊

13 零度增強(qiáng)纖維層/增強(qiáng)纖維墊

14 第二增強(qiáng)纖維封裝

15 輔助輪廓層

16 間隔件。