复合材料制成的轮圈的制作方法
【专利摘要】用于车轮，特别是用于自行车车轮的轮圈（1），包括至少一个基本上由复合材料制成、用于接纳制动体（5）制动区域（2），制动区域（2）的至少一个部分在其表面包括一个宏观结构（6），以改善制动特点，尤其是在潮湿的条件下的制动特点。宏观结构（6）被调节以中断和/或移除制动区域（2）中的水膜。所述制动区域（2），特别是其表面，由包埋在可以是热塑性或热固性类的基材中的玻璃纤维、碳纤维或芳族聚酰胺纤维制成。宏观结构（6）仅在复合材料的组分之一（特别是在基材）中制成。
【专利说明】复合材料制成的轮圈
【技术领域】
[0001]本发明涉及由复合材料制成的轮圈(jante)或轮圈的一部分。所述轮圈用于由肌肉力量驱动的、具有一个或两个轮距(voie)、用于单人或多人的运载工具，例如自行车、轮椅和运输装置。
【背景技术】
[0002]因其提供的刚性/重量比之故，由复合材料制成的轮圈或轮圈部分特别受骑行者们喜爱。用于制造复合轮圈的材料的可选择的可能性是非常多的。例如可以使用包埋在可以是热塑性或热固性类别的基材中的玻璃纤维、碳纤维或芳族聚酰胺纤维。再者，还可以选择不同长度、并且彼此按不同构型布置的纤维。例如，在热塑性基材中的短纤维的组合可通过注塑制造轮圈。
[0003]文献EP1625028A1公开了一种自行车轮圈，其包括位于轮圈的至少一个侧部的制动区域以安置制动体，该制动区域由以平面或层状加强纤维制成的半成品形式存在的纤维增强塑料构成。所述文献公开了塑料，分别为树脂，在其表面具有不利品质，这样就需要软木的特殊制动片。为了改善制动，该文献提出了该问题的解决方案，即借助切割工具加工制动区域的表面以暴露加强纤维的一部分，裸露大于10%。然而，一个部分的纤维裸露可以高达80%，这样的做法也具有很多缺点。首先，当借助切割工具裸露纤维时，纤维不仅仅简单地被裸露并且还会被切开并损坏。结果，轮圈的结构因加工之故而变弱。这是因为轮圈的设计是这样的，即使在加工后，其仍具有所需的强度。实际上，人们在制动区域处额外放置纤维，这些纤维以后被加工以裸露所述纤维。这样的制造过程包括额外使用要废掉的材料，因此非常昂贵，并且导致一定程度的浪费。再者，这样制造的轮圈将比所需要的重，由于所有额外放置的材料并不是都必须被加工。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供具有至少一个基本上由复合材料制成的制动区域的轮圈，该轮圈轻便、坚固并且易于制造。更具体而言，本发明的目的是改善由复合材制成的制动区域的制动质量。另外一个目的是提供一种制造这样的轮圈的方法，该方法是有利的并且包含较少的制造步骤。
[0005]本发明的目的通过这样的轮圈达到:该轮圈包含至少一个基本上由复合材料制成、并用于接纳(recevoir)制动体的制动区域,至少所述制动区域的一个部分在其表面包括一个宏观结构，用于改善制动特点，尤其是在潮湿条件下改善制动特点。
[0006]根据本发明有利的、而非强制性的方面，这样的车轮可以具有下述的一个或多个特征，在技术上所有这些特征可以组合使用:
[0007]-所述宏观结构可以被调节，以中断和/或移除制动区域中的水膜；
[0008]-所述制动区域，特别是其表面，由包埋在可以是热塑性和/或热固性类的基材中的玻璃纤维、碳纤维或芳族聚酰胺纤维制成；[0009]-所述宏观结构仅仅在其中一种复合材料的组分中制成，特别在基材中制成；
[0010]-所述宏观结构由空腔(cavit6)构成,特别通过激光雕刻法(gravureau laser)制成；
[0011]-所述空腔朝向轮圈的外面和/或至少若干空腔在相对于轮圈中心对称轴线的至少一个截面上具有一个径向分量(composante radiale)；
[0012]-所述宏观结构沿着制动区域形成不规则的形状(irr6gularit6s)和/或轮圈上相对的至少两个制动区域具有不同的宏观结构以避免在制动过程中发生车轮(roue)的共振(resonance)；
[0013]-所述宏观结构还形成轮圈的一个装饰性的和/或功能性的标记。
[0014]尤其是，所述结构有助于清除在制动区域上的水。一方面，当制动体抵靠在制动区域上时，水被推至宏观结构的凹陷区。另一方面，宏观结构破坏了水的表面张力。这特别是通过下列作用实现:相对于重力，宏观结构的面取向不同；并且，当轮圈旋转时，有漩涡形成在宏观结构的表面并去除水膜。再者，当轮圈转动时，所述宏观结构导致相对于车轮轴线的径向分量被转移到水分子，水分子然后被推至制动区域(和/或轮圈)外面。
[0015]在本申请中，车轮是指围绕通过其中心的轴线旋转的圆形机械机构或零件的部件的总和，特别是轮圈，特别是轮圈的侧部和/或连接侧部的部分、制动盘、辐条、辐条覆层和/或轮毂。
[0016]在本申请中，自行车是指属于陆地运载工具的脚踏车，其动力由行驶者提供，行驶者多数情况下处于坐姿，通过两个脚踏板带动至少一个车轮而提供动力。
[0017]在本申请中，制动区域是指车轮表面的一个范围，该范围将与一个制动元件接触，制动元件例如刹车块或制动板。
[0018]在本申请中，复合材料是指其中纤维被包埋在基材中的材料。复合材料的一个例子通过用由环氧树脂浸溃的织物丝覆盖机械零件而制成，其中每根织物丝都由碳纤维构成。
[0019]在本申请中，制动体是指用于制动车轮旋转运动的部件。
[0020]在本申请中，宏观结构是指人体尺寸大小范围内的结构，特别是通过人眼或触觉能够感知的结构。
[0021]在本申请中，标记是指布置在宏观结构的至少一个凹陷区和/或凸起区的一个形成物(formation)。
[0022]在本申请中，磨损指示器是指所有用于证实车轮磨损的装置，特别是证实因制动引起的磨损的装置。
[0023]在本申请中，装饰性或功能性标记是指宏观结构中诱发观察者视觉和/或触觉刺激的有特色的部分(divergence)，观察者将其归为时尚印记和/或信息印记。
[0024]根据本发明的一个实施方式，宏观结构包括空腔，或由空腔构成，空腔特别是通过激光雕刻制成的空腔。
[0025]在本申请中，不规则形状是指所有宏观结构周期性的中断。
[0026]空腔导致在制动区域建立一个移除管，以将水分引向限定的方向。
[0027]根据本发明的一个实施方式，空腔朝向车轮的外面和/或空腔具有一个相对于车轮对称轴线的一个径向分量。[0028]由此之故，水分可以从空腔向车轮外面逃逸，而无需再次穿过形成制动区域的表面。空腔的径向分量进一步增强效果，由此，车轮相对于其轴线的径向运动转移至水分子中，水分子随即被推至制动区域外面(和/或轮圈内)。
[0029]根据本发明的一个实施方式，宏观结构是对称的或不对称的。
[0030]对称的宏观结构的作用是使得车轮没有优选的安装方向(前/后方)。不对称的宏观结构的作用是，根据用途，可以通过将车轮安装在一个或另一个方向来获得不同的优点。
[0031]根据本发明的一个实施方式，宏观结构限定了这样的空腔，其宽度为大于0.2mm,特别是包含在0.25和3.5mm之间，和/或深度为大于0.02mm，特别是包含在0.02和0.4mm之间，特别在0.04和0.35mm之间，甚至特别在0.06和0.3mm之间，甚至更特别在0.07和
0.25mm 之间。
[0032]空腔的宽度和深度的有利选择是根据车轮的用途做出的，特别是地面和时间。
[0033]根据本发明的一个实施方式，制动区域，特别是表面，是由包埋在可以是热塑性或热固性类的基材中的玻璃纤维、碳纤维或芳族聚酰胺纤维制成。
[0034]复合材料的这些组合就重量/刚性而言是十分有利的。
[0035]根据本发明的一个实施方式，宏观结构只用复合材料的基材制成，节约了纤维。
[0036]根据车轮的用途，其可以有利地具有不同的附着系数和滑动系数。根据抽出(degagees)的纤维的数量，附着系数和滑动系数有增大的趋势。
[0037]根据本发明的一个实施方式，宏观结构的周向分布是非周期性的。
[0038]根据一个实施方式，宏观结构沿制动区域形成不规则形状和/或轮圈的相对的至少两个制动区域具有不同的宏观结构，以在制动过程中避免车轮共振。
[0039]根据一个实施方式，制动区域是轮圈的一部分，特别是轮圈侧部和/或连接侧部的部件，制动盘的一部分。
[0040]如果制动区域是车轮的轮圈侧部的一部分，则车轮可用于轮圈上有制动器的传统自行车上。
[0041]应该指出的是，本发明轮圈的所有实施方式都可以彼此结合。
[0042]本发明的目的同样可以通过实施包括以下步骤的轮圈的制造方法达到:在第一步制作阶段，制造具有至少一个制动区域的轮圈的原始形状，所述轮圈的原始形状基本上由复合材料制成；加工制动区域的至少一个部分以便形成一个宏观结构。
[0043]优选地，制动区域通过包埋在基材中的纤维构成，并且所述区域的加工包括在不影响纤维的情况下取出树脂，尤其通过激光雕刻实施。
[0044]本发明的轮圈的制造方法的一个优点在于以下事实:以随后的一个步骤中的加工即使得可创建一个良好限定的宏观结构。
[0045]根据一个实施方式，制动区域的加工通过选择性地去除复合材料的组分之一而实现，尤其是通过选择性地去除树脂而实现。
[0046]选择性地去除复合材料中的基材使得可以不破坏纤维的机械特性。
【专利附图】
【附图说明】
[0047]结合后续的说明，并参考以举例的方式示例性说明其实施方式的附图，可以更好地理解本发明。
[0048]图1是具有本发明第一实施方式的轮圈的车轮的示意图。
[0049]图2a和2b是本发明第一实施方式的轮圈的示意性剖视图。
[0050]图3是具有本发明第二实施方式的轮圈的车轮的示意图。
[0051]图4a、4b和4c示意性地示出了根据不同的第三实施方式、具有对称宏观结构的轮圈的局部侧视图。
[0052]图5a、5b和5c不意性地不出了根据不同的第三实施方式、具有不对称宏观结构的轮圈的局部侧视图。
[0053]图6a、6b和6c不出了不同的第三实施方式中的制动区域2的横截面不意图。
[0054]图7a、7b和7c示出了根据不同的第三实施方式、具有空腔的制动区域的横截面示意图。
[0055]图8示出了具有磨损指示器的空腔的横截面示意图。
[0056]图9a、9b和9c示出了根据不同的第三实施方式、具有磨损指示器的空腔的横截面示意图。
[0057]图1Oa和IOb示出了根据不同的实施方式、具有标记的两个制动区域的俯视图。
[0058]图1la是宏观结构制成之前的复合轮圈的表层的剖视图。
[0059]图1lb是根据现有技术中已知的方法处理过的复合轮圈的表层的剖视图。
[0060]图1lc是制动区域根据本发明的其中一个方式被处理时的剖视图。
[0061]图12a_12d是根据不同的第四实施方式的局部侧视图。
[0062]图13是自行车车叉区域的前视图。
【具体实施方式】
[0063]图1中示出的车轮将安装在自行车上。根据本发明的第一实施方式，该车轮包括轮圈1、辐条9和围绕对称轴线A的轮毂10。这样，车轮是辐条轮。轮圈I具有环形形状并且包括两个侧部3，4 (在该视图中只有一个可见)和一个连接侧部的部件8。根据可选的实施方式，辐条9被轮盘覆盖。根据其它可选的实施方式，车轮还包括制动盘。所有基于本发明的第一实施方式的实施方案都具有如下的共同点:在含有制动区域2 (也就是侧部3，4)、连接侧部的部件8、制动盘或辐条9的盖的部分上，设置有包含宏观结构6的制动区域2。该制动区域2由复合材料制成，并且其覆盖该区域的至少一部分。
[0064]在每个方式中，制动区域6都可以布置在两个侧部3，4，或布置在连接侧部的部件
8、制动盘或辐条9的盖的两侧或者仅仅一侧上。同样地，在制动区域位于每个侧部3，4上的情况下，其可能仅在一个制动区域2或在两个制动区域2上具有一个宏观结构6。再者，其还可能于车轮的一侧或两侧具有多个制动区。
[0065]除了制动区域2，有可能的是，含有制动区域和/或其他零件的整个部件都由复合材料制成。在一个可选的实施方式中，轮圈I整体都是由复合材料制成的，其包括侧部3，4、连接侧部的部件8以及辐条9。在一个可选的实施方式中，整体轮圈I还可以包括制动盘和/或轮圈零件。
[0066]图2a和2b不出了本发明一个轮圈I的横截面的两个实施方式。图2a适用于有时称为“轮胎(boyau)”的管式轮胎(pneumatique tubulaire)(未示出)。管式轮胎套在轮圈I的表面13上。
[0067]图2b的实施方式适用于具有胎缘内钢丝圈的轮胎(pneumatique avectringles),旨在与轮圈I对应的凸起14，15配合。在一个实施方式中，由复合材料制成的制动区域2布置在侧部3，4的至少一个上。在另外一个实施方式中，两个制动区域2布置在轮圈I相对的面上。然而，所述制动区域2还可以布置在轮圈I或车轮的另外一个部件上。即使在图2a和2b的所示中轮圈I是辐条轮的凹形轮廓，但是也有可能生产实心轮圈I和/或轮盘车轮。
[0068]图3中示出的车轮为一个同样将安装在自行车上的轮盘车轮。其包括根据第二实施方式的一个轮圈I。该车轮没有辐条9，但是轮圈I具有轮盘12的形状。
[0069]轮圈I由复合材料制成，至少部分地由复合材料制成。轮圈I的制动区域2位于由复合材料制成的一个部件上。
[0070]轮圈I的每侧或仅仅一侧可以具有一个制动区域2。所述一个或多个制动区域2至少部分地被宏观结构6覆盖。
[0071]优选地，轮圈I是一个整体。在一个可选的实施方式中，整体轮圈I还可以包括制动盘和/或轮圈部件。
[0072]优选地，轮圈还可以包括制动盘和/或轮圈部件。
[0073]在第二实施方式的每个可选实施方式中，制动区域6可以位于两个侧部3，4、轮盘12或制动盘上。同样地，在制动区域位于每个侧部3，4上，或者更通常地，位于轮圈I的每一侧的情况下，可以在一个制动区域2或两个制动区域2上具有一个宏观结构6。再者，可以在轮圈I的一侧或两侧具有多个制动区域2。
[0074]图4a、4b和4c示出了对称的宏观结构6。宏观结构6的所述第三实施方式都共同地相对于轮圈I的中心对称轴线对称。
[0075]图5a、5b和5c不出了不对称的宏观结构6。宏观结构6的所述第三实施方式都共同地相对于轮圈I的中心对称轴线不对称。
[0076]无论宏观结构6的对称特征如何，至少宏观结构6的若干空腔11在相对于轮圈I的中心对称轴线A的至少一个截面上都具有一个径向分量R。在图4-5的所有图中，该径向分量R都通过空腔11的轨迹中的一个示例性点在径向分量R和水平分量的分布示出，并且当轮圈I转动时，引起施加在水分子上的径向力。这样，水分从轮圈移除。优选地，宏观结构6朝向轮圈的外面。也就是说，水在不遭遇任何可能阻止水分从制动区域2中清除的阻碍的情况下，即被带向轮圈外面(通过径向力)。
[0077]—个周期性或规律性的宏观结构6可引起轮圈I或车轮的共振。该效应可在有负载的情形中或特定旋转速度中产生。这就是优选地宏观结构6沿制动区域2形成不规则形状的原因。这意味着形成轮圈I的宏观结构6的空腔11以非周期性模式沿制动区域2变化。因此，车轮或轮圈I系统于某些旋转速度下于制动区域2的一个区段中形成的共振，被后续的、并具有另外一个特征频率的另一个区段减弱或停止。同样，优选地，轮圈相对的至少两个制动区域2具有不同的宏观结构6。因此，车轮或轮圈I系统于轮圈I或车轮一侧的制动区域2的一个区段中形成的共振，被相对一侧上的制动区域2的一个区段减弱或消除。这两种共振减弱形态还可以是同一车轮或轮圈I的组成部分。非周期性的宏观结构的例子在图5b和12a中示出。[0078]作为避免轮圈产生共振的宏观结构6的变体形式，优选地，宏观结构6的所述“不规则形状”形成车轮的标记。该标记可以仅在轮圈I转动时或轮圈I静止可见，或在这两种状态下都可见，优选地对于不同的旋转速度具有不同的效果。这些标记可以是装饰型的，形成视觉的和/或功能型的图案或幻景，优选地包含车轮I的生产商和/或型号的信息。
[0079]图6a、6b和6c是制动区域2的不同实施方式的横截面示意图。在每种方式中，基材18在纤维17和制动区域2表面之间的厚度不同。在图6a的方式中，形成宏观结构6的空腔11只位于由复合材料制成的基材18中。在图6b的方式中，空腔11位于复合材料的基材18中和纤维17中。当然，该方式同样能够通过延长空腔11达到。在图6c的方式中，空腔11基本只位于复合材料的纤维17中。
[0080]图7a、7b和7c示出了空腔11的不同的实施方式。每个图都是一个空腔11在长度方向上的截面图。这样，根据本发明，空腔11可以具有矩形形状、三角形形状或圆形形状。其它的形状也是可能的，特别地是所示出的三种形状的组合。空腔7的宽度L在0.2和4_之间，优选地在0.25和3.5mm之间，和/或深度P在0.02和0.4mm之间，优选地在0.04和0.35之间，甚至优选地在0.06和0.3mm之间，还甚至更优选地在0.07和0.25mm之间。
[0081]在某些实施方式中，宏观结构6包括一些磨损指示器。这些磨损指示器通过至少一个标记16制成。在图8、9a、9b、9c和IOa中，根据磨损指不器的一个实施方式的标记16位于空腔11中。这些标记16的形态(formation)为从空腔11的底部起具有一个高度H,如图8中在空腔11的纵向方向上的截面中所示。如在图9中表示的空腔11的纵向截面中所示，在不同的实施方式中，标记16是圆形形状、矩形形状和/或三角形形状或所述三种形状的各种组合。图1Oa是制动带2的俯视图，最终说明了标记16可以在空腔11的两个壁之间延伸或者可以是仅高出空腔11底部的小岛。优选地，标记16具有一个高度H，该高度到达空腔11的深度P的一半，优选地到达空腔11的深度P的三分之一，还更优选地到达空腔11的深度P的四分之一。
[0082]在磨损指示器的另外一个实施方式中，如图1Ob中示出的，标记16以凹陷区形式布置在空腔11之间。优选地，这些凹陷区高度为直至空腔11的深度P的一半，优选地直至空腔11的深度P的三分之二，还更优选地直至空腔11的深度P的四分之三。
[0083]本领域技术人员明了:磨损指示器的实施方式的不同特征能够被结合。
[0084]所述两种标记16或磨损指示器的共同特征是:在轮圈I的使用过程中，随着空腔11之间的制动区域2的使用，标记16和制动区域2之间的间距越来越小。这样，如果所述空腔仍然能正常工作，使用者可以用手指摸到。最后，当制动区域2的表面和标记16到达同一个平面时，制动特征改善的效果一特别是在潮湿情况下一退化，使用者最好更换轮圈
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[0085]用于制造用复合材料制成的车轮的材料的可选择的可能性是非常多的。作为增强纤维和织物纤维，制动区域的纤维增强的塑料材料可以包含优选那些选自天然和合成纤维的材料，特别是碳(碳素、石墨纤维)、玻璃、聚酰胺、以陶瓷为基础的材料(例如氮化硼、碳化硅或硅酸盐)的纤维，或者是这些纤维的组合。纤维增强的塑料材料基材的形成可以选自热塑性树脂和/或热固性树脂，其中热塑性树脂例如改性的天然物质、硝酸纤维素、乙酸纤维素、纤维素的醚或混合的纤维素醚的均聚物和共聚物或聚合物的混合物、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯、乙烯基酯、聚烯烃、聚苯醚、离聚物、聚砜、聚乙烯基缩醛、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯醚、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚缩醛、氟塑料、聚乙烯基类(polyvinyIiques)、聚醚酮(les poly6therc6tones)、聚丙烯腈、聚丁二烯-苯二烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚对苯二甲酸酯、线型聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯和聚酰胺，热固性树脂例如注塑用树脂和环氧树脂、甲基丙烯酸甲酯树脂、苯甲酰树脂、聚酯树脂、酚醛树脂、异氰酸酯树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、乙烯基酯树脂和聚氨酯树脂，所述热塑性树脂和/或热固性树脂为聚合物、单体或混合物形式，以及为热塑性或热固性聚合物的混合体形式。
[0086]原则上，本发明的轮圈I有两种主要的制造方法。
[0087]在一个实施方式中，制动区域2表面上的宏观结构6在第一步制作期间形成。为此，应该有一个专用的第一步制作模具以制造轮圈I的初始形状，其包括一个样板(formen6gative),可在第一步制作期间于制动区域2的至少一部分的表面形成宏观结构6。
[0088]在另外一个实施方式中，轮圈I以其初始形式已通过任意方法制造，其制动区域2的至少一部分被加工以在下面的步骤中在其表面形成宏观结构6。
[0089]在不同的实施方式中，该加工过程通过选自激光雕刻、铣削、车削、锉或刮削的至少一种方法实施。所有的加工都可以通过CNC加工(usinage CNC)实施。
[0090]在所有制造方法中，激光雕刻是特别有利的，只要宏观结构6空腔11以及作为磨损指示器的标记16的深度P和形状可以很容易控制。再者，激光雕刻允许很好地控制选择性去除复合材料中的材料，特别是树脂，这对于获得材料的积极特征是有利的，积极特征例如更好的摩擦系数，尤其是用于雨中的制动。事实上，为了在一种复合材料一尤其是在树脂中的碳纤维一中制造一个具有十分精确的空腔的宏观结构6， 申请人:意外地发现激光雕刻相对于其它工艺带来了出色的结果。
[0091]在激光雕刻带来的优点中，有一点是能够制成具有较大表面积的空腔，而不以削弱车轮的结构为代价。
[0092]图1la示出了在宏观结构没有在制动区域制造出来之前，本发明的碳素轮圈表面的横截面。碳纤维已被编织(tisMes)，纵向纤维34交替地从横向纤维32上面和下面穿过。树脂33的基材在上面和下面完全地覆盖了碳纤维。
[0093]图1lb为和图1la相似的剖视图，示出了制动表面完全由现有技术方法加工的情形，现有技术方法有铣削、车削或抛光。因此，碳纤维不仅仅被裸露而且同样地被切断、损坏，这使得制动表面具有粗糙的外表。再者，在一些区域中，树脂保持齐平，因此纤维不能达到100%的裸露。
[0094]图1lc示出了根据本发明的实施方式的制动区域的表面横截面，其中采用激光雕刻实施材料的选择性去除。在制动带上制成宏观结构后，仅仅表面树脂一也就是位于最后一层纤维上面的树脂层一被取出。这样，碳纤维不被损坏，并且可以看到碳素织物的外观。如果轮圈最后有闪亮的外观，则被激光处理的部分于是具有和轮胎其余部分十分不同的视觉外观。相反，如果轮圈最后具有十分粗糙的外观，被激光处理的部分和其余部分之间的视觉差异于是被极大的减弱，甚至不可见。
[0095]不管视觉外观如何，经过根据本发明的实施方式之一的激光处理后，表面状态会更加良好。事实上，虽然在制动区域没有改造(参见图1la)的情况下，表面状态是均匀、光滑和平整的，但是，在其被切割工具加工的情况下(参见图11b)，表面状态更加粗糙。相反地，当制动区域根据本发明的激光处理时，表面不再平整并且保持柔软，如同可以是织物。
[0096]激光处理过的制动区域各部分的不平整度通过众多的小宏观结构表现出来。这些宏观结构尤其通过肉眼可见，因为裸露的纤维部分的视觉外观与其中树脂为齐平的区域不同。再者，宏观结构特别地可通过触摸觉察到。事实上，当手指通过制动区域时，可以感觉到略微下凹的连续区域36，该区域对应于纵向纤维34和横向纤维32的交叉点，并且还可以感觉到略微凸起的区域37，该区域对应于越过另外一部分纤维的纤维部分。
[0097]为实现材料的选择性去除，必须选择合适的激光。首先，应该选择一种树脂对于其不透明的激光，优选光源是C02并且在远红外线中发射一种激光射线的激光，例如波长为大约10.6μπι的激光射线。
[0098]树脂的煅烧温度(在400°C和600°C之间)和碳纤维的煅烧温度(大于1500°C)之间存在差别，这使得能够调整激光以使碳纤维不受激光影响。然而，考虑到纤维和树脂复合材料的轮圈的制造方式，不可能总是能够非常精确地确定树脂表面层的厚度，因此也不可能总是能够非常精确地确定为制成宏观结构而须去除的表面树脂的用量。因此，调整激光功率，使得在制动区域被激光处理的部分中，表面层的树脂中至少80%的部分被取出，而最多20%的被激光处理区域的表面由断纤构成，也就是说在纤维被激光部分地损坏的同时纤维被激光切割。有利地，根据本发明其中一个方式，在80%和100%之间比率的纤维被裸露，并且优选地，全部表面层树脂从被激光处理的区域中取出。
[0099]使用合适的激光选择性地去除材料的方法使得经济地处理更大表面的部分，这用其它装置是不可能做到的。
[0100]图12a-12d描述了当用激光雕刻设备处理制动区域时本发明的不同的实施方式。
[0101]在图12a中，处理过的部分构成宽几毫米的空腔11，并且其长度与制动区域的高度大致相等。在该实施例中，宏观结构由一系列彼此相似的空腔构成，这些空腔非周期性沿制动区域分布。事实上，一个两个空腔的系列被多个三个空腔的系列所包围。
[0102]在图12b中，由激光处理过的部分构成大致为矩形的方块112，其中矩形的边在10至20mm之间。
[0103]在图12c中，处理过的部分构成数厘米宽的区段113。
[0104]在图12d中，雕刻处理过的部分114构成整个圆周。
[0105]图13示出了根据一个实施方式的自行车21的车叉区19的前视图。具有轮圈I和轮胎20的车轮安装在车叉19之间。当自行车21的使用者使用前制动器18时，制动体5位于轮圈I的侧部3，4上，所述侧部带有具有宏观结构6 (不可见)的制动区域2。当车轮转动并且制动区域2的表面有水分时，制动区域2由制动体5推动并且在轮圈I上形成一个膜，这就损坏了制动特性。在某个时刻，制动区域2 (如果其没有完全覆盖侧部3，4)到达制动体5。这样，被推至制动体5前部的水分以及在制动体5下面的水分膜被水分子上的径向力移除，朝向轮圈I的外面去除，所述径向力由制动体5和制动区域2之间的相互作用产生。在轮圈I朝向轮胎20的外端，水分最终离开轮圈和/或落到地面。
[0106]在所有的情况下，本发明都从现有技术已知的材料和实施的技术出发制成。
[0107]当然，本发明并不局限于上述的实施方式中，而是包括所有的落入权利要求范围的等同技术。
[0108]特别地，可以考虑形成复合材料的其它材料布置。
【权利要求】
1.用于一种车轮，特别是用于一种自行车车轮的轮圈(1)，包括 至少一个制动区域(2 )，基本上由复合材料制成，用于接纳一个制动体(5 )， 其特征在于，制动区域(2)的至少一个部分在其表面包括一个宏观结构(6)，以改善制动特点，尤其是在潮湿的条件下改善制动特点，并且其特征还在于，宏观结构(6)只在复合材料的其中一种组分中制成，特别是在基材中制成。
2.根据权利要求1的轮圈(1)，其特征在于，宏观结构(6)被调节，以中断和/或移除制动区域(2)中的水膜。
3.根据权利要求1或2的轮圈1，其特征在于，所述制动区域(2)，特别是其表面，由包埋在可以是热塑性和/或热固性类的基材中的玻璃纤维、碳纤维或芳族聚酰胺纤维制成。
4.根据权利要求1-3之一的轮圈(1)，其特征在于，所述宏观结构(6)由空腔(11)构成，空腔(11)特别是通过激光雕刻制成。
5.根据权利要求4的轮圈1，其特征在于，所述空腔(11)朝向轮圈(I)的外面和/或至少若干空腔(11)在相对于轮圈(I)中心对称轴线(A)的至少一个截面上具有一个径向分量(R)。
6.根据权利要求1-5之一的轮圈(1)，其特征在于，车轮(I)在宏观结构(6)中包括至少一个标记(16)，以用作轮圈(I)的磨损指示器。
7.根据权利要求1-6之一的轮圈(1)，其特征在于，所述宏观结构(6)沿制动区域(2)形成不规则形状和/或轮圈相对的至少两个制动区域(2)具有不同的宏观结构(6)，以避免车轮在制动过程中发生共振。
8.根据权利要求1-7之一的轮圈(1)，其特征在于，所述制动区域(2)构成轮圈(I)以下部件中至少一个的组成部分:侧部(3，4)、连接侧部的部件(8)、制动盘和轮盘车轮的轮盘。
9.根据权利要求1-8之一的轮圈(I)，其特征在于，宏观结构(6)还形成了轮圈(I)的一个装饰性和/或功能性标记。
10.根据权利要求4-9之一的轮圈(I)，其特征在于，所述空腔的宽度为大于0.2mm,特别是在0.25和3.5mm之间，和/或深度为大于0.02mm，特别是在0.02和0.4mm之间，特别在0.04和0.35mm之间，甚至特别在0.06和0.3mm之间，甚至更特别在0.07和0.25mm之间。
11.具有根据权利要求1-10之一的轮圈(I)的车轮。
12.制造一个轮圈(I)一特别是用于自行车的轮圈(I) 一的方法，其包括如下步骤: -在第一步制作阶段，制造具有至少一个制动区域(2)的轮圈的原始形状，所述轮圈的原始形状基本上由复合材料制成，并且所述制动区域由包埋在一种基材中的纤维构成； -加工制动区域(2)的至少一个部分，以形成一个宏观结构，所述区域的加工在于取出树脂而不影响纤维。
13.根据权利要求12的制造方法，其特征在于，所述制动区域的加工通过激光雕刻实现。
14.根据权利要求13的制造方法，其特征在于，激光雕刻设备在远红外发射一种射线。
15.根据权利要求13或14的制造方法，其特征在于，制动区域(2)的加工通过选择性地去除复合材料的组分之一 一特别是树脂(18)-实现。
【文档编号】B60B5/02GK103963552SQ201410044813
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年2月7日 优先权日:2013年2月6日
【发明者】M·达瓦纳 申请人:玛维克简易股份公司