CN103476599A - 车轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车轮，该车轮包括塑料材料制成的轮辋（1）和用于将轮辋（1）紧固至轮安装座（3）的至少一个适配器（5），该至少一个适配器（5）具有至少一个突起（9），该突起啮合到轮辋（1）中的凹陷（11）中，或者，如果使用多个适配器（5），将至少一个适配器（5）形成为使得它在它的全部表面区域上啮合到轮辋的凹陷（11）中，适配器（5）的布置方式使得在轮辋（1）组装于轮安装座（3）上后，适配器（5）位于轮辋（1）和轮安装座（3）之间，或者适配器（5）的布置方式使得轮辋（1）位于轮安装座（3）和适配器（5）之间，以使得在组装后适配器（5）处于轮辋（1）的外侧上。

Description

车轮

技术领域

本发明涉及车轮，该车轮包含塑料材料的轮辋（Felge）。 

背景技术

目前，用于（特别是机动车辆的）车轮的轮辋由金属材料生产，通常由钢或铝生产。轮辋通过圆头螺钉或锥头螺钉固定到轮安装座上，通常是机动车辆的制动鼓或制动盘。结果，轮辋被挤压在安装座上，并且从车辆驱动装置到轮辋的力传递通过轮辋和轮辋在制动鼓或制动盘上的接触区域之间的摩擦实现。 

为了降低机动车辆的消耗，并从而节约能量，希望降低车辆的重量。为此目的，例如尝试了尽可能多地由轻质的材料生产车辆的部件，例如由塑料生产，并将目前使用的金属材料用塑料代替。 

由DE-U29706229已知由纤维增强的塑料生产用于机动车辆的轮辋。然而，考虑到传递给轮辋的大的力，轮辋的塑料具有蠕变的倾向，这导致轮辋的变形。即使纤维增强在这里也不足以防止蠕变以及相关的变形。此外，太高的纤维比例会保证在蠕变倾向方面的足够的强度，该太高的纤维比例具有如下的效果：用于生产轮辋的材料变得太脆，并且因此不能经受在机动车辆行驶过程中产生的载荷。这由轮辋中的裂纹证明，这可以导致断裂。 

发明内容

因此，本发明的一个目标是提供一种车轮，该车轮具有塑料材料的轮辋以及安装座，通过该安装座可以将力传递给轮辋而轮辋的塑料材料不开始蠕变，并且通过该安装座，塑料材料也具有足够的弹性以致于它不破裂或断裂。 

该目标通过一车轮实现，所述车轮包括塑料材料制成的轮辋和用于将轮辋紧固到轮安装座的至少一个适配器，该至少一个适配器具有至少一个突起，该突起啮合到轮辋中的凹陷中，或者，如果使用多个适配器， 将至少一个适配器形成为使得它在它的全部表面区域上啮合到轮辋的 

凹陷中，适配器的布置方式使得在轮辋组装于轮安装座上后，适配器位于轮辋和轮安装座之间，或者适配器的布置方式使得轮辋位于轮安装座和适配器之间，以使得在组装后适配器处于轮辋的外侧上。 

在本发明的范围内，术语“轮辋”理解为机动车辆的不包括轮胎的车轮。轮辋因此包含具有轮辋底的轮辋垫带，其用于接受轮胎，并且还包含轮辐（Felgenstern）或轮盘（Radscheibe）或车轮中心部(Radschuessel)。 

使用具有啮合到轮辋的相应凹陷中的至少一个突起的至少一个适配器，或者使用在它的全部表面区域上啮合到轮辋的凹陷中的至少一个适配器，可以实现通过向适配器的摩擦以及通过在啮合到凹陷中的突起处的形状配合进行力传递。结果，没有力是通过摩擦直接传递给轮辋的，并且在紧固设备的区域通过蠕变导致的轮辋的变形降低到不再对轮辋的运行有害的程度。此外，可以使用具有低比例的增强用纤维的塑料，使得轮辋所需的材料的弹性得以保留。 

如果使用多个适配器，优选的是将每个适配器形成为仅具有一个突起。如果仅使用一个适配器，优选的是将其形成为具有多个突起。如果使用多个适配器，也优选将它们形成为圆的片段或环的片段。此外，如果使用多个适配器，也可以并且优选将所有的适配器形成为它们在它们的全部表面区域上分别啮合到轮辋的凹陷中，该轮辋的凹陷适配于适配器的形状。在这方面特别优选的是分别形成凹陷以使得啮合到凹陷中的适配器可以完全置于凹陷中，在此进一步优选的是适配器最终与轮辋的表面平齐。 

如果将适配器形成为在组装后它处于轮辋的外侧，优选的是通过轮辋中的至少一个孔连接至适配器的盘布置在轮辋的面向轮安装座的一侧。使用盘获得轮辋的进一步强化。此外，在组装后，轮辋不直接用塑料处在轮安装座上，并因而轮辋在工作过程中的耐久性得到改善。特别是，以这种方式，可以避免轮辋由于在工作过程中起作用的力而开始蠕变。 

在一种特别优选的实施方案中，盘具有外周边缘，该外周边缘在组装后与轮安装座接触。结果，获得从轮安装座到轮辋的均匀的力分布。 这尤其具有可以避免轮辋的应力和相关的损坏的效果。盘借以处于轮安装座上的外周边缘通过例如盘的面向轮安装座一侧的圆锥形式获得。然而，除了圆锥形式，例如盘的凹形也是可以考虑的。或者，也可以在盘上提供外周突起。然而，优选的是以圆锥形式在面向轮安装座一侧上形成盘。这使得可以在一侧上以圆锥方式并且在相对侧上以平面方式形成盘。或者，整个盘也可以以圆锥方式形成。 

为了能够从适配器向盘和/或轮安装座传递力，进一步优选的是至少一个孔容纳一个套筒，该套筒用一个端面抵靠适配器或者精确地配合在适配器中的孔中，并且用另一端面抵靠轮安装座或抵靠盘，或者精确地配合在轮安装座或盘中的孔中。在这种情况下，套筒优选地由与适配器相同的材料制成。在本发明的一种实施方案中，套筒与适配器一体式形成。或者，套筒也可以与盘或轮安装座一体式形成。在套筒与适配器的一体式形式的情况下，套筒优选地用其远离适配器的末端抵靠轮安装座或盘，或者精确地配合在盘或轮安装座的孔中。相应地，在套筒与轮安装座或盘一体式形式的情况下，套筒的背离轮安装座或盘的末端处在适配器上，或者精确地配合在适配器中的孔中。为了本发明的目的，“精确地配合”指的是套筒在其整个周边上没有任何间隙地抵靠着孔。 

优选地这样形成套筒：将它设计成接受用于将轮辋组装在轮安装座上的螺钉。在这种情况下，套筒同时用于从将轮辋紧固到轮安装座所用的螺钉的力传递。在用于将轮辋紧固至轮安装座的螺钉的通孔区域，在适配器处在外部的情况下优选地将适配器形成为在适配器中形成凹陷，以使得圆头螺钉或锥头螺钉可以用于轮辋的组装，就像圆头螺钉或锥头螺钉目前也用于钢轮辋或铝轮辋的组装。 

作为使用仅一个盘的替代方案，也可以使用多个盘。例如，在这里可以在用于将轮辋组装在轮安装座上的每个螺钉位置处设置盘。也可以形成盘以使得多个螺钉（例如两个螺钉或三个螺钉）分别通过盘。特别在使用多个适配器的情况下，可以使用多个盘。在这种情况下，例如，每个适配器可以被分配一个盘。或者，也可以将一个盘分别分配至多个适配器。然而，使用仅一个盘是优选的，该盘优选地形成环。 

在一种替代实施方案中，适配器用第一表面抵靠轮安装座，并且在与第一表面相对的一侧上形成突起，以使得适配器位于轮安装座和轮辋 之间。 

在另一种替代实施方案中，适配器用第一表面抵靠轮安装座，并且通过轮辋中的至少一个孔，在背离轮安装座的一侧上在适配器上形成盘形加宽部，并且突起形成在盘形加宽部上以使得它们指向轮安装座的方向，并且在轮辋的外侧上啮合到凹陷中。在这种情况下，适配器可以通过轮辋中的多个孔。然而，优选的是适配器所通过的中心孔形成于轮辋中。 

无论在适配器位于轮辋和轮安装座之间的实施方案的情况下还是在适配器的一个盘处于轮辋的外侧并且适配器通过轮辋中的至少一个孔的实施方案的情况下，通过独立的紧固装置，适配器可以连接至轮安装座并且轮辋可以连接至适配器。然而，在两种情况下优选的是将轮辋和适配器一起连接至轮安装座。 

除了适配器与轮安装座一体式形成的实施方案以及适配器作为独立部件的实施方案，也可以将适配器和轮辋一体式形成。在此，适配器优选地被轮辋的塑料材料包围。如果轮辋通过注塑工艺或者某些其它模塑或铸造工艺生产，优选的是适配器被轮辋材料封装。这具有适配器可以牢固地嵌入轮辋中的优点。如果适配器具有底切，则可以获得适配器和轮辋的更好的连接。在这种情况下，塑料材料倾倒到底切中并因此获得稳定的连接。此外，塑料材料和适配器的连接可以通过加工适配器表面得到改善，例如使适配器表面粗糙化，将适配器表面压花，或者向适配器表面或塑料材料施加粘合促进剂。 

如果适配器一体式连接至轮辋，可以提供连接至轮辋的单个适配器或者多个适配器部分。如果提供多个适配器部分，它们优选地布置成使得它们均匀分布在轮辋的圆周上，以便保证从轮安装座到轮辋的均匀的力传递。 

在轮辋和适配器的一体式配置的一种特别优选的实施方案中，螺钉通孔中的衬套用作适配器。优选地用于该目的的是这样的衬套：其具有足够大的壁厚以将用于驱动和用于制动的摩擦力从轮安装座传递给轮辋。或者，也可以使用在至少一侧具有盘状加宽部的衬套。在这种情况下盘状加宽部形成得与轮辋表面平齐，以使得在将轮辋组装在轮安装座上的过程中，盘状加宽部抵靠轮安装座，以使得力通过盘状加宽部从轮 安装座传递至轮辋。 

或者，也可以将螺钉通孔中的衬套和适配器一体式生产。在这种情况下，衬套在力传递中以辅助方式起作用，但是不代表适配器的主要力传递表面。 

为了提高轮辋的稳定性和强度，在一种实施方案中，在轮辋的辐条方向上延伸的部分形成于适配器上。如果设置多个适配器，作为辐条的延伸而定位的适配器优选地具有在辐条的方向上延伸的相应部分。在这种情况下，在辐条的方向上延伸的部分可以具有与适配器相同的厚度，或者以更小的壁厚形成。如果该部分以更小的壁厚形成，优选的是从适配器的厚度向该部分的厚度的过渡平滑地进行。 

在适配器与轮安装座的一体式配置的情况下，啮合在轮辋的凹陷中的突起直接形成在轮安装座上。这省却了通过摩擦向适配器进行力传递的需要。同样在该实施方案中，向轮辋的力传递通过啮合在凹陷中的轮安装座的突起处的形状配合进行。 

如果适配器与轮辋一体式形成，力同样通过形状配合从适配器传递至轮辋。从轮辋向适配器传递的力通过摩擦从轮安装座传递至适配器的处于轮安装座上的表面。适配器与轮辋的一体式形式例如通过在轮辋的生产过程中将适配器封装在用于生产轮辋的聚合物材料中而获得。 

为了实现力在突起处从适配器向轮辋的最佳传递，优选的是适配器的突起和轮辋的凹陷在各种情况下以锥形方式形成，以使得在组装过程中适配器的突起挤压到轮辋的凹陷中。这保证了轮辋无间隙地坐落在适配器上。 

为了在组装过程中获得无间隙的坐落，适配器上的突起的尺寸优选地使得当轮辋放置上时在轮辋和适配器之间形成缝隙。当用于将轮辋紧固到适配器上的螺钉被上紧时，突起挤压到凹陷中，并获得无间隙的坐落。缝隙在突起和凹陷的锥形接触区域上产生预应力。 

为了与独立的适配器组装，可以首先将适配器连接至轮安装座，然后将轮辋紧固至适配器。适配器向轮安装座的连接以及轮辋向适配器的连接在各种情况下优选地通过螺钉连接进行。然而，或者并且优选的是，轮辋和适配器应当一起连接至轮安装座。为此目的，螺钉通孔通常设置在轮辋中和适配器中，并且具有内螺纹的孔设置在轮安装座中的相应位 置。为了紧固，将螺钉通过轮辋和适配器中的螺钉通孔，并且螺旋到轮安装座的内螺纹中。具有平头的法兰螺钉优选地用作紧固螺钉，轮辋和套筒或适配器停靠在所述平头上。 

作为通过轮辋和适配器并且螺旋进轮安装座中具有内螺纹的孔中的螺钉的替代，也可以在轮安装座上提供螺栓，它们通过适配器和轮辋中的螺钉通孔并然后由合适的螺帽固定。 

为了在向轮辋螺旋时避免由于螺钉通孔区域中的螺旋力而将轮辋破坏，优选的是在螺钉通孔中插入衬套。在这种情况下，衬套优选地由对于压力而言稳定的材料生产。与用于适配器的材料相同的材料适合作为衬套的材料。特别优选作为衬套材料的是金属，特别是铁基金属，例如灰铸铁或钢。 

如果适配器与轮安装座一体式形成，那么适配器优选地由与轮安装座相同的材料生产。在这种情况下，轮安装座形成于例如机动车辆的制动鼓上或制动盘上。或者，轮安装座也可以形成于直接驱动车轮的电动马达上。金属通常用作用于轮安装座的材料，优选包含铁的金属，特别优选钢。 

在适配器与轮安装座一体式形成的情况下，轮安装座具有突起，所述突起啮合到轮辋的相应凹陷中。与独立的适配器——其中轮辋与适配器一起可以配合在常规的轮安装座上——不同的是，这里轮安装座与轮辋被制得彼此匹配，以使得仅可以使用具有与轮安装座上的突起相应的凹陷的轮辋。 

在独立的适配器的情况下，它优选地由这样的材料生产：该材料允许通过摩擦实现轮安装座和适配器之间的力传递。用于适配器的合适材料例如为金属材料、陶瓷或者高度填充的塑料。作为适配器的材料特别合适的是金属，优选铝、铁、钛或镁，金属也可以是混合物或者合金的形式。如果使用铁，它优选是钢的形式。在这种情况下，适配器例如由深冲钢板生产。或者，适配器也可以由铁生产，作为铸铁部件。这里，铁既可以以铸钢的形式也可以以灰铸铁的形式使用。 

可以用于生产适配器的合适的陶瓷例如为基于氧化铝或氧化硅的陶瓷。 

如果使用塑料作为用于适配器的材料，特别优选使用高度增强的热 固性塑料。与热塑性材料以及仅轻度增强的塑料不同的是，高度增强的塑料当施加摩擦力时具有较少的蠕变倾向。此外，由于来自公路的力可被轮辋吸收，对于适配器可以使用比轮辋更脆的材料。 

优选地，选择用于轮辋和适配器的材料以使得用于轮辋的材料和用于适配器的材料的线性热膨胀系数相差不超过70%，优选不超过60%，基于用于适配器的材料的线性热膨胀系数。如果将塑料材料用作用于适配器和/或用于轮辋的材料，上述条件应当适用于100至180℃的温度范围。如果将纤维增强的塑料材料用作用于轮辋和/或适配器的材料，该条件应当适用于100至180℃的温度范围，并且适用于平行于纤维（也就是说在纤维的方向上）的线膨胀。 

热固性或热塑性材料用作用于轮辋的材料。该材料可以以填充的或未填充的状态使用。然而，优选地，使用填充的聚合物。 

例如，作为聚合物，适合的是天然和合成聚合物或其衍生物，天然树脂和合成树脂及其衍生物，蛋白质，纤维素衍生物等。它们可以是——但不必须是——化学或物理固化的，例如空气固化、辐射固化或温度固化。 

除了均聚物，也可以使用共聚物或聚合物共混物。 

优选的聚合物为ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）；ASA（丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯）；丙烯酸酯化的丙烯酸酯；醇酸树脂、烷撑醋酸乙烯酯；烷撑-醋酸乙烯酯共聚物，特别是甲烯醋酸乙烯酯、乙烯醋酸乙烯酯、丁烯醋酸乙烯酯；烷撑-氯乙烯共聚物；氨基树脂；醛和酮树脂；纤维素和纤维素衍生物，特别是羟基烷基纤维素，纤维素酯，例如乙酸酯、丙酸酯、丁酸酯，羧基烷基纤维素，硝酸纤维素；环氧丙烯酸酯；环氧树脂；改性环氧树脂，例如双官能或多官能双酚A或双酚F树脂，环氧-酚醛清漆树脂，溴酸化环氧树脂，环脂族环氧树脂；脂族环氧树脂，缩水甘油醚，乙烯基醚，乙烯-丙烯酸共聚物；烃树脂；MABS（包含丙烯酸酯单元的透明ABS）；蜜胺树脂；马来酸-酸酐共聚物；（甲基）丙烯酸酯；天然树脂；松香树脂；虫漆；酚醛树脂；聚酯；聚酯树脂，例如苯基酯树脂；聚砜（PSU）；聚醚砜（PESU）；聚亚苯基砜（PPSU）；聚酰胺；聚酰亚胺；聚苯胺；聚吡咯；聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）；聚碳酸酯（例如来自Bayer AG的

）；聚酯丙烯酸酯；聚醚 丙烯酸酯；聚乙烯；聚亚乙基噻吩；聚萘二甲酸乙二醇酯；聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）；聚对苯二甲酸乙二醇酯二醇（PETG）；聚丙烯；聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）；聚亚苯基氧化物（PPO）；聚甲醛（POM）；聚苯乙烯（PS）；聚四氟乙烯（PTFE）；聚四氢呋喃；聚醚（例如聚乙二醇、聚丙二醇）；聚乙烯基化合物，特别是聚氯乙烯（PVC）、PVC共聚物、PVdC、聚醋酸乙烯酯及其共聚物，任选地部分水解的聚乙烯醇，聚乙烯醇缩醛，聚醋酸乙烯酯，聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯基醚，溶液中的以及分散体的聚丙烯酸乙烯酯以及聚甲基丙烯酸乙烯酯及其共聚物，聚丙烯酸酯和聚苯乙烯共聚物；聚苯乙烯（被改性抗冲击的或未被改性抗冲击的）；聚氨酯，未交联的或者用异氰酸酯交联的；聚氨酯丙烯酸酯；苯乙烯丙烯腈（SAN）；苯乙烯-丙烯酸共聚物；苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（例如来自BASF SE的

或

，来自TPC的 

）；蛋白质，例如酪蛋白；SIS；三嗪树脂，双马来酰亚胺-三嗪树脂（BT），氰酸酯树脂（CE）或者烯丙基化的聚亚苯基醚（APPE）。此外，可以使用两种或多种聚合物的共混物。 

特别优选的聚合物为丙烯酸酯，丙烯酸酯树脂，纤维素衍生物，甲基丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯树脂，蜜胺和氨基树脂，聚烷撑，聚酰亚胺，环氧树脂，改性环氧树脂，例如双官能或多官能双酚A或双酚F树脂，环氧-酚醛清漆树脂，溴酸化环氧树脂，环脂族环氧树脂；脂族环氧树脂；缩水甘油醚，氰酸酯，乙烯基醚，酚醛树脂，聚酰亚胺，蜜胺树脂和氨基树脂，聚氨酯，聚酯，聚乙烯醇缩醛，聚醋酸乙烯酯，聚苯乙烯，聚苯乙烯共聚物，聚苯乙烯丙烯酸酯，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，苯乙烯-丙烯腈共聚物，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，丙烯腈-苯乙烯丙烯酸酯，聚甲醛，聚砜，聚醚砜，聚亚苯基砜，聚对苯二甲酸丁二醇酯，聚碳酸酯，烷撑醋酸乙烯酯以及氯乙烯共聚物，聚酰胺，纤维素衍生物，及其共聚物，以及这些聚合物中的两种或多种的共混物。 

特别优选的聚合物为聚酰胺，例如聚酰胺4、聚酰胺6、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺4.6、聚酰胺6.6、聚酰胺6.10、聚酰胺6.12、聚酰胺10.10、聚酰胺12.12、聚酰胺MXD.6、聚酰胺6/6.6、聚酰胺6/12、聚酰胺6.6/6/6.10、聚酰胺PACM.12、聚酰胺12/MACM.I，以及聚邻苯二甲酰胺，也就是说其中的二羧酸组分包含至少50重量%的对苯二酸和 /或间苯二酸的聚酰胺。这些中特别优选的是聚酰胺4.6、聚酰胺6、聚酰胺6.6、聚酰胺6.T/6、聚酰胺6.T/6.I、聚酰胺6.T/6.I/6.6、聚酰胺10.T/6.T、聚酰胺6.6/6.10、聚酰胺6.6/6.12、聚酰胺6.T/11、聚酰胺6.T/12、聚酰胺6.T/5-1.T、聚酰胺9.T/8-1.T以及它们的混合物。其它合适的聚合物为聚丙烯、聚砜、聚醚砜、聚亚苯基砜、聚对苯二甲酸丁二醇酯以及它们的共混物。 

常规的添加剂（例如增塑剂、交联剂、冲击改性剂或阻燃剂）可以与单独的聚合物混合。 

聚合物材料优选地经过增强。特别是，聚合物材料是纤维增强的。对于增强是常规的并且本领域技术人员已知的任何纤维都可以用于增强。合适的纤维为例如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、硼纤维、金属纤维、矿物纤维或钛酸钾纤维。纤维可以以短纤维、长纤维或连续纤维的形式使用。纤维也可以在聚合物材料中定向或者随机排列在聚合物材料中。然而，特别是当使用连续纤维时，定向排列是常规的。在这种情况下，纤维可以例如以单独的纤维、纤维股、垫子、纺织或针织结构或粗纱的形式使用。如果纤维以连续纤维的形式作为粗纱或者作为纤维垫使用，则纤维通常置于模具中并然后用聚合物材料封装。以这种方式生产的轮辋可以是单层或多层的构造。在多层构造的情况下，各个层的纤维在各自情况下可以在相同的方向上取向，或者各个层的纤维相对于彼此转-90°至+90°的角度。 

在本发明范围内，短纤维理解为颗粒材料中的长度小于5mm的纤维。长纤维为颗粒材料中的长度在5至30mm范围内的纤维，优选在7至20mm范围内。颗粒材料的加工具有如下的效果：长纤维通常被缩短，使得在完成的组分中它们通常具有在0.1mm到使用的颗粒材料的最大尺寸范围内的长度。在常规使用的颗粒材料尺寸情况下，最大长度在最高达12mm的范围内。在具有更大尺寸的颗粒材料的情况下，纤维的最大长度也可以大于此。 

优选使用长纤维。如果使用长纤维，它们通常在固化前与聚合物化合物（Polymermasse）混合。轮体的主体可以例如通过挤出、注塑或浇铸进行生产。优选地，整个轮体通过注塑或浇铸生产。长纤维通常随机排列在轮体中。如果轮体通过注塑工艺生产，长纤维可以通过将包含纤 维的聚合物化合物通过喷嘴压入模具中而定向。纤维在聚合物化合物中的比例优选地为30至70重量%，特别是45至65重量%。 

在另一实施方案中，聚合物材料包含短纤维和长纤维的混合物。在这种情况下，长纤维在整个纤维成分中的比例优选地为5至95重量%，并且短纤维的比例相应地为95至5重量%。特别优选地，基于整个纤维成分，长纤维的比例在15至85重量%范围内，并且短纤维的比例相应地为85重量%至15重量%。 

除了纤维，塑料材料也可以包含本领域技术人员已知的并且具有提高刚度和/或强度的效果的任何其它填料。除其他之外，这些还包括不具有优先方向的任何所需的颗粒。这样的颗粒通常是球形的、板状的或圆柱状的。在这种情况下，颗粒的实际形式可以偏离理想化的形式。因而，球形颗粒实际上尤其也可以是例如滴状的或扁平化的。 

除了纤维，使用的增强材料例如为石墨、白垩、滑石和纳米级填料。 

玻璃纤维或碳纤维特别优选用于增强。玻璃纤维增强的聚酰胺特别优选作为用于生产轮辋的材料。 

如果将聚酰胺用于增强，可以通过所谓的聚酰胺RIM工艺生产轮辋。为此目的，将连续纤维置于模具中并用单体溶液浸渍。随后将单体溶液固化以形成聚合物。 

在一种特别优选的实施方案中，用于生产车轮的聚合物材料包含30至70重量%、优选35至65重量%的聚酰胺或者至少两种不同的聚酰胺的混合物，以及30至70重量%、优选45至65重量%的玻璃纤维。特别适合作为聚酰胺的是PA6、PA4.6、PA6.6、PA6.10、PA6.12或者部分芳族的聚酰胺，例如PA6.T/6、PA6.T/11、PA6.T/12、PA6.T/6-3.T、PA6.T/6.6、PA6.T/6.I、PA6.I/6.T、PA6.T/5-I.T、PA6.T/6.I/6.6、PA6.T/6.I/11、PA6.T/6.I/12、PA6.T/6.I/6.10、PA6.T/6.I/6.12、PA9.T/8-I.T、PA6.T/10.T、PA10.T/6.T、PA10.T/6-3.T、PA6.T/6.I/10.T/10.I、PA6.T/6.I/8.T/8.I、PA6.T/6.I/PACM.T/PACM.I、PA6.T/6.I/MACM.T/MACM.I、PA6.T/6.12、PA6.T/6.10、PA8.T/8.6、PA8.T/8.I、PA6.T/6.I/MXD.T/MXD.I，或者含有对苯二甲酸和/或间苯二甲酸的任何聚酰胺，以及它们的混合物。优选作为增强纤维使用的是短纤维或长纤维形式的玻璃纤维或碳纤 维，以及它们的混合物。在一种优选的形式中，纤维的截面是圆的，但它们也可以具有非圆的，例如椭圆或扁平化的截面。 

除了聚酰胺和玻璃纤维，优选使用的聚合物材料包含0至30重量%、优选0至15重量%的冲击改性剂，0至1重量%的含铜热稳定剂，例如CuI/KI，0至5重量%的黑色颜料，例如炭黑，0至1重量%的润滑剂或脱模剂，例如N,N’-亚乙基双硬脂酰胺，例如

，0至1重量%的（仲）亚磷酸酯抗氧剂，例如三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯，例如Irgafos

，0至1重量%的（伯）苯酚抗氧剂，例如N,N’-六亚甲基-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺]，例如Irganox

，0至1重量%的受阻胺稳定剂（HALS），例如1,3-苄基二甲酰胺，N,N’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)，例如名称为Nylostab 

的。 

此外，为了提高热稳定性，它可以包含0至2重量%的聚乙烯亚胺均聚物或共聚物，例如Lupasol，以及0至20重量%的铁粉。优选的铁粉可通过五羰基铁的热分解获得。 

为了抗静电装备（Ausrüstung），还合适的是0至20重量%的含碳添加剂，例如导电炭黑（leitruβ）、碳纳米管、碳纤维和“气相生长碳纳米管”。 

作为冲击改性剂优选使用的乙烯共聚物或者乙烯/甲基丙烯酸共聚物。在这种情况下，乙烯共聚物可以用0.1至1%的马来酸酐官能化。优选作为共聚单体使用的是1-丁烯和1-辛烯。当1-丁烯用作共聚单体时，乙烯优选地具有55至85.7%的重量比例，当1-辛烯用作共聚单体时，乙烯优选地具有50至64.9%的重量比例。1-丁烯的比例相应地为约14至44重量%，或者1-辛烯为约35至49%。丙烯酸、马来酸或马来酸酐可以用作反应性酸。反应性酸的比例优选地为约0.3至1重量%。除了1-丁烯和1-辛烯，1-己烯作为代替也适合作为共聚单体。 

合适的聚合物材料的实例 

在下文中，添加剂包1指的是包含0.15重量%的CuI/KI混合物、1.64重量%的炭黑、0.25重量%的

（N,N’-亚乙基双硬脂酰胺）、0.10重量%的Irgafos

（三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯）、0.10重量%的Irganox

（N,N’-六亚甲基-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基 苯基)丙酰胺]）和0.30重量%的Nylostab（N,N’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)）的混合物。 

添加剂包2包含0.25重量%的Lupasol

（聚乙烯亚胺）和1.0重量%的羰基铁粉。 

实例1 

一种合适的聚合物混合物由60/40重量%比例的PA6.6/6.10组成。它还包含60重量%的长玻璃纤维，作为冲击改性剂的4重量%的乙烯共聚物，例如

N416，以及添加剂包1。 

实例2 

另一种合适的聚合物混合物大体上对应于实例1中所述的。然而，它包含8重量%的而不是4重量%的乙烯共聚物作为冲击改性剂。 

实例3 

另一种可选的聚合物混合物对应于实例1中的，但是它包含40重量%的长玻璃纤维和20重量%的短玻璃纤维，而不是60重量%的长玻璃纤维。 

实例4 

另一种可能的聚合物混合物包含PA6.10和60重量%的长玻璃纤维。在此，它也还包含添加剂包1。 

实例5 

用于生产车轮的另一种聚合物混合物对应于实例4中的，但是还包含4重量%的乙烯/马来酸共聚物（90/10）作为冲击改性剂，该共聚物用锌中和至约70%，例如9520。 

实例6 

另一种合适的聚合物混合物对应于实例4中的组成，但是使用PA6.6代替PA6.10。 

实例7 

另一种合适的聚合物混合物对应于实例6中的组成，但是还包含4重量%的用约1%的马来酸酐官能化的乙烯共聚物作为冲击改性剂，例如Fusabond

实例8 

另一种合适的聚合物混合物对应于实例4和6中的，但是使用混合 比为70:30重量%的PA6.6/6I/6.T作为聚酰胺。 

实例9 

在另一种实施方案中，将用0.5至1%的马来酸酐官能化的4重量%的乙烯共聚物，例如

VA1803，作为冲击改性剂与实例8的聚合物混合物混合。 

实例10 

在另一种实施方案中，将具有100ml/g的平均黏度数的PA6.T/6用作聚合物。它还包含60重量%的长玻璃纤维和添加剂包1。 

实例11 

在另一种可选实施方案中，将用0.2至0.3%的马来酸酐官能化的4%的乙烯共聚物，例如

NM598D，作为冲击改性剂添加至实例10的聚合物混合物。 

实例12 

另一种合适的聚合物混合物对应于实例1中的，其中还添加了添加剂混合物2。 

实例13 

在另一种实施方案中，还将添加剂包2和6重量%的PA6与实例6的聚合物混合物混合。 

实例14 

另一种合适的聚合物混合物对应于实例7中的，其中还混合了添加剂包2和6重量%的PA6。 

实例15 

另一种可选的聚合物混合物包含60/40%重量比的PA6.6/6.10，56重量%的长玻璃纤维，4重量%的乙烯共聚物作为冲击改性剂，例如 

N416，4重量%的导电炭黑，例如来自Evonik的

XE2或Chesacarb A，以及添加剂包1。 

实例16 

另一种聚合物混合物包含60/40%重量比的PA6.6/6.10，58重量%的长玻璃纤维，4重量%的乙烯共聚物作为冲击改性剂，例如

N416，2重量%的碳纳米管，例如NC7000，以及添加剂包1。 

实例17 

另一种合适的聚合物混合物包含60/40%重量比的PA6.6/6.10，40重量%的长玻璃纤维，4重量%的乙烯共聚物作为冲击改性剂，例如 N416，15重量%的碳纤维，例如

-J/E，HT C604型，以及添加剂包1。 

实例18 

在另一种实施方案中，聚合物混合物包含60/40%重量比的PA6.6/6.10，58重量%的长玻璃纤维，4重量%的乙烯共聚物作为冲击改性剂，例如

N416，2重量%的气相生长碳纳米管，例如Showa Denko公司的

或-H，以及添加剂包1。 

附图说明

本发明的示例性实施方案在下面的说明中更详细地解释，并且表示在图中，其中： 

图1示出根据本发明的具有轮辋、适配器和轮安装座的单元的分解图， 

图2示出根据本发明的具有轮辋、适配器和轮安装座的已组装单元的剖面图， 

图3示出根据本发明的具有轮辋和适配器的单元的分解图，适配器与轮安装座一体式形成， 

图4示出来自图3的、组装状态的本发明单元的三维剖面图， 

图5至8示出多种实施方案中的适配器的平面视图。 

图9示出具有多个适配器的轮辋的详细平面图， 

图10示出对应于图9中所示平面图的剖面图， 

图11示出具有适配器的轮辋部分的剖面图，其中适配器具有一体式形成于其上的套筒。 

具体实施方式

图1示出根据本发明的具有轮辋、适配器和轮安装座的单元的分解图，图2示出已组装的单元的剖面图。 

轮辋1连接至轮安装座3，在这里仅示出了轮辋的轮盘，而没有示出接受轮胎的轮辋环。在由金属制成的常规轮辋的情况下，力通过摩擦 由轮安装座3传递至轮辋1。然而，由于塑料的较低强度以及在产生的剪切力下蠕变的倾向，这在塑料制成的轮辋1的情况下是不可能的。根据本发明，轮辋1因此通过适配器5紧固至轮安装座3。 

如这里所示，轮安装座3为例如制动鼓7。除了制动鼓7，轮安装座3也可以是制动盘的一部分。在电力驱动的车辆的情况下，也可以将轮安装座3形成为电动马达的一部分。此外，也可以将轮安装座3形成为轮毂。 

如果使用塑料材料的轮辋1，力通过形状配合从轮安装座3经过适配器5传递至轮辋1。为此目的，在适配器5上形成突起9。在组装后，突起9啮合在轮辋1上的凹陷11中。力传递因而通过形状配合从突起9向轮辋1中的凹陷11发生。 

为了获得适配器5的突起9和轮辋中的凹陷11之间的形状配合，突起9和凹陷11的侧面13优选地以锥形方式形成。锥形形式使得可以将突起9压入凹陷11中，并获得突起9和凹陷11之间的尺寸稳定的连接。 

轮辋1通过适配器5到轮安装座3的紧固优选地通过螺钉连接进行。为此目的，在轮辋1中以及适配器5中设置螺钉通孔15。在轮安装座3中形成具有内螺纹的孔17。为了组装，将螺钉19、优选法兰螺钉通过轮辋1和适配器5中的螺钉通孔15，并且螺旋进轮安装座中的具有内螺纹的孔17中。 

为了在组装过程中不使塑料制成的轮辋1变形，优选地将衬套21插入轮辋1的螺钉通孔15中。在这种情况下，衬套21由不被压力（例如螺钉19施加于衬套上的压力）所变形的材料生产。用于衬套21的合适材料为例如金属，例如铸铁或钢形式的铁、铝、钛，或者陶瓷。 

如以上所述，适配器5优选地由金属、陶瓷或高度填充的塑料生产，选择该材料以使得通过摩擦连接进行的力传递不导致适配器5发生任何变形，例如通过蠕变。适配器5和衬套21可以由相同的材料生产，但是也可以将不同的材料用于衬套21和适配器5。为了获得稳定的连接，螺钉19优选地具有螺钉头23，该螺钉头具有平的下侧25。螺钉头23用下侧25压靠着轮辋1，从而实现稳定的连接。 

作为图1和2中所示的实施方案的替代，也可以在轮辋1的外侧 27上设置凹陷11。在这种情况下，在外侧上具有盘的适配器处在轮辋的外侧上，并且适配器的突起指向轮安装座的方向，使得所述突起可以啮合在轮辋的凹陷中。为了能够将力从轮安装座传递至适配器，适配器额外地具有至少一个突起，该突起穿过轮辋并抵靠轮安装座。优选的是该突起在中央穿过轮辋。 

此外，也可以将适配器与轮安装座一体式形成。这显示在图3和4中。 

在这种情况下，突起9直接形成于轮安装座3上，通常形成于轮毂29上。或者，在这种情况下，适配器5也可以通过形状配合过程连接至轮安装座3，例如通过焊接。此外，也可以起初以力配合方式将适配器5连接至轮安装座3，例如通过螺钉连接，然后通过适配器5或者适配器5中的螺钉通孔15将轮辋连接至轮安装座3。 

在另一种实施方案中，也可以将适配器5与轮辋一体式形成。在这种情况下，衬套21可以例如用作适配器5。为了获得衬套21在轮安装座3上的足够大的支撑区域，在这种情况下优选将衬套形成为具有相应地大的壁厚，或者在面向轮安装座3一侧上在衬套上设置盘状加宽部，衬套借助该加宽部抵靠轮安装座3。然而，或者，如图1和2中所示，适配器5可以与轮辋1一体式形成，例如通过在注塑工艺中将适配器5用轮辋材料封装。在适配器5和轮辋1的一体式设计的情况下，可以例如通过为适配器5设置底切而获得稳定的连接，轮辋1的塑料材料注射到所述底切中。 

在图3至6中，示出了适配器5的多种实施方案。根据轮辋的尺寸和轮安装座3的形式，适配器5具有用于紧固轮辋1的三个、四个或五个螺钉通孔15。螺钉通孔15的数目在此不与图3至6中所示的突起9的形式相联系。例如，也可以在各种情况下设置三个或四个螺钉通孔15以及三个或四个突起9，而不是图3中所示的五个螺钉通孔15和五个三角形突起9。或者，在图4中所示的实施方案的情况下，也可以相应地设置四个或五个螺钉通孔15以及相应地相同数目的椭圆突起9。这也相应地适用于图5中所示的圆形突起9和图6中所示的正方形突起。为了避免在具有角和边缘的梯形、三角形、正方形或任何其它构型的情况下由于施加大的力而在突起的边缘和角部发生对轮辋的破坏，优 选地对突起9的边缘和角进行修圆。 

除了这里在图3、4和6中所示的突起，可以例如在中央设置另一个优选为圆形的突起。 

为了获得从适配器5向轮辋1的均匀的力传递，如在这里所示的实施方案中那样，优选的是将突起9布置成使得它们关于适配器5的中心点旋转对称分布。在这种情况下，不需要所有的突起9都距适配器的中心点相同的距离。突起9也可以布置在不同的距离，在此优选的是在各种情况下至少两个突起9处在距中心点相同的距离，并且处在相同距离的突起9各自关于适配器5的中心点呈点对称布置。 

图9示出了具有多个适配器的轮辋的详细平面图。 

如果使用多个适配器5，优选地将它们布置成使得它们关于适配器5的中心点旋转对称分布。在此，两个适配器5各自之间的距离在各种情况下应当相等。特别优选的是将适配器5布置成使得在一个位置处总存在一个适配器5，在该位置处存在用于将轮辋1紧固至轮安装座的螺钉31的通孔。如果使用多个适配器5，适配器优选地分别配置成圆的片段的形式。然而，也可以使用任何其它期望的形式。例如，适配器5也可以形成为具有三个或更多个角的多边形，该多边形的至少一边也可以呈现圆化的形式。该圆化既可以形成凸的也可以形成凹的。因而，这里表示在图9中的适配器5形成为具有四个角的多边形，两个相对的边不具有曲率并且其它两个相对的边分别具有圆化，面朝轮辋的中心孔33的圆化是凹的，而相对边的圆化是凸的。 

为了改善强度并降低重量，这里详细示出的轮辋1设置有肋35。在该情况下，肋35中的一些以星形从中心点向外指。肋35中的其它一些在圆周方向上形成。 

如果适配器5分别布置成轮辋1的辐条的延伸，那么适配器5可以具有这里未示出的、在辐条方向上延伸的部分。为此目的，可以例如在辐条的方向上延长适配器5。在这种情况下，在辐条方向上延伸的部分具有与适配器5相同的厚度，或者以较小的厚度制造。 

图10示出了与图9中所示的平面图对应的剖面图。该图揭示了适配器5形成为一个盘，该盘处在轮辋1的凹陷11中。适配器5一体式地连接至套筒37，该套筒通过轮辋1的螺钉通孔15。在这种情况下， 套筒37用于进一步改善轮辋的强度。在末端背离适配器5的情况下，套筒37精确地配合到盘41中的孔39中。盘41形成为一个环，并且在面向轮安装座的一侧抵靠轮辋1。在这种情况下，盘41优选地形成为使得在组装后它用外周边缘均匀地抵靠轮安装座。为此目的，可以例如将盘的面向轮安装座的一侧形成为锥形，具有很小的开口角度的锥形就已足够。除了环形盘41（使用的所有适配器5连接至该环形盘）之外，或者也可以为每个适配器5分配一个盘，或者提供分别连接到至少两个适配器5的多个盘。然而，使用仅一个盘41是优选的，该盘以环形方式包围轮辋的中心孔33。 

在此处给出的实施方案中，其中容纳有适配器5的凹陷11比适配器深，以使得适配器5完全处在凹陷中，并且凹陷11的侧壁43突出在适配器之上，使得螺钉31同样与其螺钉头23一起容纳在凹陷中。在这种情况下，适配器具有与所使用的螺钉的类型相适应的孔，以使得轮辋1可以通过常规的车轮螺钉例如锥头螺钉（Kegelbundschrauben）或圆头螺钉（Kugelbundschrauben）紧固至轮安装座。在图10中，作为示例示出了锥头螺钉。 

为了从盘41向轮辋的进一步的力传递，除了套筒37和螺钉31，也可以设置螺栓45，该螺栓啮合在轮辋1的相应的盲孔47中。在这种情况下，盲孔分别位于两个螺钉通孔15之间。作为螺栓的替代，也可以将盘形成为具有任何期望形状的突起，并且在轮辋中设置该突起所啮合于其中的凹陷，以使得盘同样地充当适配器。 

除了例如图10中所示的套筒37和适配器5的一体式形式，也可以将适配器5和套筒37形成为两部分。在这种情况下，和盘41的情况下所示一样，套筒可以以精确配合的方式通过适配器中的孔，或者作为替代并且优选地用一个端面抵靠适配器5，如图11中所示。 

附图标记 

1    轮辋 

2    轮安装座 

5    适配器 

7    制动鼓 

9    突起 

11   凹陷 

13   侧面 

15   螺钉通孔 

17   具有内螺纹的孔 

19   螺钉 

21   衬套 

23   螺钉头 

25   下侧 

27   外侧 

29   轮毂 

31   螺钉 

33   中心孔 

35   肋 

37   套筒 

39   孔 

41   盘 

43   凹陷11的侧壁 

45   螺栓 

47   盲孔 。

Claims (22)

1.车轮，其包括塑料材料制成的轮辋（1）和用于将轮辋（1）紧固到轮安装座（3）的至少一个适配器（5），该至少一个适配器（5）具有至少一个突起（9），该突起啮合到轮辋（1）中的凹陷（11）中，或者，如果使用多个适配器（5），则将至少一个适配器（5）形成为使得它在它的全部表面区域上啮合到轮辋的凹陷（11）中，适配器（5）的布置方式使得在轮辋（1）组装于轮安装座（3）上后，适配器（5）位于轮辋（1）和轮安装座（3）之间，或者适配器（5）的布置方式使得轮辋（1）位于轮安装座（3）和适配器（5）之间，以使得在组装后适配器（5）处于轮辋（1）的外侧上。

2.根据权利要求1所述的车轮，其中，在适配器（5）处于轮辋（1）的外侧上的情况下，通过轮辋（1）中的至少一个孔连接至适配器（5）的盘（41）布置在轮辋（1）的面向轮安装座（3）的一侧。

3.根据权利要求2所述的车轮，其中，所述盘（41）具有外周边缘，该外周边缘在组装后与轮安装座（3）接触。

4.根据权利要求2或3所述的车轮，其中，所述至少一个孔容纳一个套筒（37），该套筒（37）用一个端面抵靠适配器（5）或者精确地配合在适配器（5）中的孔中。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的车轮，其中，所述套筒（37）用另一端面抵靠所述轮安装座（3）或抵靠所述盘（41），或者精确地配合在所述轮安装座或所述盘中的孔中。

6.根据权利要求4或5所述的车轮，其中，所述套筒（37）被设计成接受用于将轮辋（1）组装在轮安装座（3）上的螺钉。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的车轮，其中，所述套筒（37）与所述适配器（5）一体式形成或者与所述盘（41）一体式形成。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的车轮，其中，每个适配器（5）被分配一个盘，或者提供连接到至少两个适配器（5）、特别是连接至所有适配器（5）的盘（41）。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的车轮，其中，在所述适配器（5）作为轮辋（1）的辐条的延伸而定位的情况下，适配器（5）具有在辐条的方向上延伸的部分，用于强化辐条。

10.根据权利要求1所述的车轮，其中，在适配器（5）位于轮安装座（3）和轮辋（1）之间的情况下，适配器（3）是独立的部件，它在组装后用它的背离轮辋（1）的一侧抵靠轮安装座（3），或者与轮安装座（3）一体式形成。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的车轮，其中，车轮具有多个适配器（5），每个适配器（5）形成为圆的片段。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的车轮，其中，适配器（5）分别布置在形成通孔的每个位置处，所述通孔用于将轮辋（1）通过螺钉连接至轮安装座（3）。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的车轮，其中，适配器（5）的突起（9）和轮辋（1）的凹陷（11）在各种情况下以锥形方式形成，以使得在组装过程中适配器（5）的突起（9）挤压到轮辋（1）的凹陷（11）中。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的车轮，其中，适配器（5）由能够通过摩擦实现轮安装座（3）和适配器（5）之间的力传递的材料生产。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的车轮，其中，适配器（5）由金属材料、陶瓷或高度填充的塑料生产。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的车轮，其中，用于轮辋（1）和适配器（5）的材料被选择为使得用于轮辋（1）的材料和用于适配器（5）的材料的线性热膨胀系数相差不超过70%，基于用于适配器（5）的材料的线性热膨胀系数。

17.根据权利要求10至16中任一项所述的车轮，其中，在轮安装座（3）与适配器（5）一体式形成的情况下，轮安装座（3）具有啮合到轮辋（1）的相应凹陷（11）中的突起（9）。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的车轮，其中，适配器（5）被轮辋（1）的塑料材料包围。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的车轮，其中，轮辋（1）的塑料材料选自聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚乙烯砜、聚砜、聚丙烯或聚酰胺。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的车轮，其中，轮辋（1）的塑料材料是经过增强的。

21.根据权利要求20所述的车轮，其中，短纤维、长纤维或连续纤维用于增强轮辋（1）的塑料材料。

22.根据权利要求21所述的车轮，其中，纤维的材料选自碳、玻璃、芳纶、玄武岩、金属或矿物。

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