022]有利地，根据本发明的车轮构造不需任何CNC精加工。实现了符合汽车工业设定的强度要求的轮辐条盘的高减重潜力。特别地，根据本发明的车轮结构为辐条车轮提供了高设计自由度。
[0023]由纤维增强材料制成的根据本发明的车轮结构的制造方法规定了:辐条元件由纤维层预制而成且以未固结状态提供。将辐条元件插入到模具中，使得这些辐条元件在轮毂区域中在周向方向上彼此接触。将模具关闭，从而将建立至轮辋的连接的辐条端部保持暴露。这些辐条端部在第一优选步骤中轴向分离成两部分，而且这两个部分在相反方向上轴向配合到轮辋槽的模具中。随后，通过编织来制造轮辋槽，由此实现辐条端部在轮辋槽处的形锁合连接。在另一个优选步骤中，辐条端部的纤维层平行于轴线分布，使得沿和逆着旋转方向进行端部上的弯曲。在此，继轮辋的制造之后，对其进行编织。最终，轮辋和辐条可用基体材料一起浸渍并固结。最后，将前轮毂部件和后轮毂部件(力施加元件)安装在轮毂中，用于辐条的轴向固定。在优选步骤中，轮毂部件在编织期间插入到模具中并保持辐条元件。在固结过程中，上述部件已经与车轮成为一体。
[0024]根据本发明的用于制造车轮的另一优选步骤规定:辐条元件由已部分或甚至完全预固结的纤维增强材料构成。然后，将该辐条元件插入到模具中，并且用轮辋槽的增强材料编织，轮辋槽的增强材料随后固结。其中辐条元件由金属构成的混合型车轮也通过类似的方式制造。这些辐条元件插入到模具中，且同样地在轮辋侧端部处被编织。
【具体实施方式】
[0025]根据图l、2、3、4(a_c)、5和6所示的示例性实施例1:
[0026]在第一示例性实施例中，轮辐条盘由组装在轮毂区域中的各个径向辐条元件(2)构成。在该情形中，组装在周向指向的连接表面上的辐条元件形成轮毂。辐条的模制借助于TFP技术(定制纤维铺放技术)等预先进行，通过TFP方法，单根织物束由多个已经确定尺寸的纤维层构成，从而能够考虑随后的辐条形状来形成未固结的最终轮廓。关于这一点，纤维层的分层可以不同地，例如在轴向方向(图4b)或周向方向(图4c)上发生。连接到轮辋槽(I)的辐条端部具有两个分离的织物束，该两个分离的织物束一方面延伸至轮辋凸缘(2a)，且另一方面与轮辋槽形成底切(2b)，并且因此两者与轮辋槽(2b)形成形锁合连接。在轴向分层的纤维层结构中，单根纤维束(7)在该情形中如图4b所示延伸，并且作为辐条端部延展的结果，形成了撑角区域(6)，该撑角区域(6)在随后的编织工序之前或期间借助于填充物来填充。在厚壁区域中，单个辐条元件可仅由纤维束构成，或甚至由部分地或全部地被纤维束围绕的附加填充物(8)构成。辐条元件可以在轮毂区域中具有轴向指向的锥体或锥形表面，组装的辐条元件经由力施加元件夹紧或压紧在所述轴向指向的锥体或锥形表面上。辐条几何形状在这里可具有任何期望的横截面，而且沿轴向方向变化的横截面是优选的。插入的辐条元件借助于它们共同的、在车轮中心轴地区域中的周向指向的结合区域(9)彼此连接。在将预制的织物束(2)插入到外模(4a)的相对应的凹槽(5)中之后，将内模安装，该内模可以同样具有用于辐条元件的凹槽或配备有用于半模外部的凹槽的浸边。能够通过插件工具或其他结构解决方案来避免由于辐条连接而在轮辋槽处形成的底切，以便确保能从模具释放。随后，通过在起到作为编织芯的作用的模具和折叠的辐条端部上编织来进行轮辋槽(I)的形成。因此，辐条经由形锁合连接轴向一体到轮辋槽的织物结构中。为在固结期间对织物预成形件进行压紧，在轮辋槽的区域中使用多部件外模。在固结之后，轮辐条盘和轮辋槽以形锁合方式连接和材料锁合方式连接。通过结合到组装的辐条元件的前力施加元件(3a)确保车轮螺栓的安装。车轮到车辆的接触表面也经由后力施加元件(3b)来建立，该后力施加元件(3b)同时承担定中心的功能。该两个力施加元件轴向挤压组装的辐条元件，从而使它们保持在压缩预应力下。
[0027]根据图7和图8所示的示例性实施例2:
[0028]第二示例性实施例与第一实施例不同在于单个辐条元件形成至轮辋槽的整个槽的形锁合、底切连接的效果。在此，延伸至轮辋槽的辐条端部(2b)被改造，使得从轮辋凸缘区域一直到轮辋槽起始处的壁厚显著增加，并且对应于轮辋槽调整了形成底切的带体。这种辐条连接使得通过不需要用于形成底切的插件工具而简化模件成为可能。因此，在安装内模之后，包围轮辋槽的辐条端部(2b)插入到为此提供的凹槽中。因此，通过内模和外模以及折叠的辐条端部形成对于编织工序所必需的轮辋槽轮廓。
[0029]根据图10所示的示例性实施例3:
[0030]图10示意性地示出了各个辐条元件(2)之间的连接区域(9)，其中，在该情形中，辐条元件在车轮中心轴线的方向上的径向长度不同。因此，每隔一个辐条在径向方向上具有一种凹槽，在其后形成台阶形轮毂区域。力施加元件(3a，3b)被设计成使得轴向凸起与凹槽啮合，并且因此在辐条元件和力施加元件之间产生不可旋转连接，从而能够更好地传递旋转力。借助于轮毂部件(3a和3b)在轴向方向上保持辐条元件(2)。
[0031]附图标记列表
[0032]I 轮辋槽
[0033]2 单个径向辐条元件
[0034]2a到轮辋凸缘的辐条端部
[0035]2b用于形锁合连接的辐条端部
[0036]3a前力施加元件/轮毂部件
[0037]3b后力施加元件/轮毂部件
[0038]4a 外模
[0039]4b 内模
[0040]5 用于辐条元件的凹槽
[0041]6 撑角区域
[0042]7 单根纤维束
[0043]8 填充材料/模件
[0044]9 结合区域
【主权项】
1.一种由纤维复合材料制成的车轮，所述车轮具有轮辋、轮毂和至少三个辐条元件，所述轮辋带有轮辋槽和轮辋凸缘，所述至少三个辐条元件由纤维复合材料制成，其中，每个辐条元件形成所述轮毂和所述轮辋之间的至少一根辐条，并且其中，所述辐条元件的纤维增强件具有一个或多个织物束或织物束层并且以形状锁合方式或以形状锁合方式和材料锁合方式紧固在所述轮辋的内侧上， 其特征在于，所述辐条元件的织物束或织物束层分布在轮辋区域中，并且所述辐条元件的织物束或织物束层在轴向方向上或在周向方向上遵循轮辋形状，并且所述轮毂区域中的所述辐条元件在为此目的形成的邻接表面上在周向方向上彼此支撑。2.根据权利要求1所述的车轮，其特征在于，相邻的辐条元件的所述邻接表面的轮廓成型为平稳地或以形状锁合方式彼此啮合。3.根据权利要求1或2所述的车轮，其特征在于，所述轮毂区域中的所述辐条元件在轴向方向上布置在两个轮毂部件之间，所述两个轮毂部件在车轴上彼此面对。4.根据权利要求3所述的车轮，其特征在于，所述轮毂部件具有销，所述销以爪状方式啮合在所述辐条之间。5.根据权利要求3或4所述的车轮，其特征在于，一个轮毂部件具有在所述销中的螺纹孔，并且相对的轮毂部件具有对应的螺栓孔。6.根据以上权利要求中的一项所述的车轮，其特征在于，所述辐条元件由纤维增强材料构成。7.根据权利要求6所述的车轮，其特征在于，所述福条元件由嵌入在基体材料中的单向纤维层构成。8.根据权利要求6或7所述的车轮，其特征在于，所述轮毂区域中的所述辐条元件具有模件，所述模件在所述辐条元件和所述轮毂部件之间在轴向方向上传递力和/或在所述辐条元件之间在周向方向上传递力。9.一种用于制造由纤维复合材料制成的车轮的方法，其特征在于，至少实施以下方法步骤: a.将辐条元件插入到模具中，所述辐条元件具有一个或多个织物束或织物束层，所述一个或多个织物束或织物束层平行于所述辐条元件的纵向轴线延伸， b.将所述模具闭合，其中辐条元件端部在所述轮辋附近保持暴露并被分离成两个部分，所述两个部分配合到所述轮辋槽的模具中，并且其中闭合的模具形成所述轮辋的形状， c.编织所述闭合的模具用于制造所述轮辋槽， d.使所述辐条元件和轮辋固结，以及 e.从所述模具中释放所述车轮， 其特征在于， 在步骤b中，所述辐条元件的端部被放置成在周向方向上在所述模具中在所述轮毂区域中直接彼此邻接，并且在步骤c中，所述辐条元件的端部在轴向方向上被两个轮毂部件限制。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在步骤b中，所述轮毂区域中的所述辐条元件设置有用于吸收力的模件。11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，在步骤b中，所述辐条元件端部的所述两个部分在相反的轴向方向上配合到所述模具中，从而与所述轮辋槽的模具建立形状锁合连接。12.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，在步骤b中，所述辐条元件端部的所述两个部分在所述车轮的相反的旋转方向上配合到所述模具中，从而与轮辋内侧的模具建立形状锁合连接。
【专利摘要】本发明涉及一种车轮，所述车轮包括轮辋、轮毂和至少三个辐条元件，所述轮辋具有轮辋槽和轮辋凸缘。每个辐条元件在所述轮毂和所述轮辋之间形成至少一个辐条。所述辐条元件以形锁合方式或形锁合并结合的方式紧固在所述轮辋的内侧。本发明的特征在于，在轮毂区域中，所述辐条元件在周向方向上在为此设计的邻接表面上彼此支撑。本发明还涉及根据本发明的车轮的生产方法。
【IPC分类】B29C70/34, B60B5/02, B29L31/32, B29D99/00
【公开号】CN104968485
【申请号】CN201480007241
【发明人】延斯·维尔纳, 克里斯蒂安·克勒, 安德烈·巴尔奇, 米夏埃尔·德雷斯勒, 山德罗·梅克
【申请人】蒂森克虏伯碳素零件有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2014年1月27日
【公告号】DE102013201842A1, EP2953783A1, US20150360509, WO2014122042A1