CN104755274A - 具有轮廓辐条的两部式轮辐条盘 - Google Patents

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延斯·维尔纳
克里斯蒂安·克勒
安德烈·巴尔奇
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Abstract

本发明涉及轮子，该轮子由具有轮辋基部和两部式轮辐条盘的轮辋组成，其中轮辐条盘包括两个模制部。第一模制部形成具有开放横截面的辐条并且连接到第二模制部。第一模制部的辐条由第二模制部沿着轮廓长度完全地或部分地包围。轮辐条盘优选地以互锁方式一体结合在轮辋中。轮辋和两部式轮辐条盘可以由金属构成，但是特别优选地由复合纤维材料构成。

Description

具有轮廓辐条的两部式轮辐条盘
技术领域
本发明涉及具有轮廓辐条的轮辐条盘，其包括以形锁合方式彼此啮合的至少两个单独的部件。
背景技术
已知使用由纤维复合材料制成的轮辐条盘的许多构造。这些构造通常在制造期间初始地作为盘形轮辐条盘制成且在强化之后例如借助于CNC铣削而设置有凹部。纤维的连续纹理在工艺中自然地被打断。这对终端产品的强度具有不利影响。
根据DE 10 2010 010 512 A1的由纤维复合材料制成的轮子的构造的类型提出了经由咬边将盘形轮辐条盘连接到轮辋鞍边，该咬边通过围绕轮辐条盘的周向轮廓进行编结而产生。对于周向轮廓的需求不利地限制了轮辐条盘的设计自由度。
另一已知构造(DE 10 2006 051 867 A1)提供了由复合材料制成的轮辐条盘，其包括位于彼此之上的环形的辐条节段且由借助于卷绕技术制造的周向单向的纤维股线组成。该制造方法是非常昂贵的且需要大量不同的操作，这反而难以自动化。此外，该构造的轮子仅具有较低的抗破碎性。
发明内容
因此，目的是提出一种在设计轮辐条盘中给予大自由度而且也满足汽车工业中在抗破碎性方面的高的需求的轮子构造。
根据本发明利用根据权利要求1的轮子实现该目的。在引用权利要求1的从属权利要求中公开了有利实施例。
根据本发明的轮子具有轮辐条盘和轮辋，其中轮辋本身又包括轮辋鞍边和轮子凸缘。轮子优选地整个地或部分地由纤维复合材料或金属构成。轮辋优选地整个地由纤维复合材料或金属构成。轮辐条盘包括两个模制部，其中第一模制部形成具有开放轮廓横截面的辐条。轮子或第一模制部具有两个、三个或更多个辐条。辐条具有轮廓轴线，其沿着辐条的纵向延伸部而延伸，通常从轮子轮毂延伸到轮辋。第二模制部沿着第一模制部的轮廓轴线整个地或仅部分地使开放轮廓横截面封闭。第一模制部优选地由纤维复合材料构成，而第二模制部可以由纤维复合材料或金属构成。在另一优选实施例中，第一模制部也由金属构成，且下面描述的用于处理纤维复合材料的方法由本领域技术人员已知的相应的用于处理金属(深拉、轧制等)的方法替代。轮子轮毂优选地还集成在轮辐条盘中且由两个模制部中的一个形成，第二模制部特别优选地形成轮子轮毂。轮子轮毂还优选地由两个模制部一起形成。第一模制部和第二模制部的轮廓横截面优选地在辐条的区域中是U形的，且两个模制部的开口彼此面向和彼此背对，并且一个模制部的轮廓横截面以夹子方式包围另一个模制部的轮廓横截面。第一模制部的轮廓横截面特别优选地包围第二模制部的轮廓横截面。在其它优选实施例中，轮廓横截面圆锥形地或通过形成咔哒声连接或位于彼此之上而彼此啮合，从而形成对接接头。
以下实施例是优选的，其中轮廓轴在第二模制部的位于外侧的端部处封闭，使得在第一模制部和第二模制部之间形成至少一个整体闭合的腔体。因此，有利地避免了在第一模制部和第二模制部之间的间隙的污染。此外，第二模制部的开放端部也是优选的，其继而有利地改进轮辐条盘的冷却。
优选地通过彼此啮合的轮廓辐条以及轮子轮毂凸缘的轴向定向的区域，轮辐条盘的两个部件以形锁合方式相互连接，使得形成至少一个，典型地两个或更多个接触表面。两个模制部优选地在这些接触表面上彼此连接。优选地以形锁合方式(借助于两个模制部彼此的卡入连接)或通过实质上的连接(借助于粘合剂连接或者焊接连接)产生该连接。实质上的连接和形锁合连接的组合也是可能的。
优选地通过辐条节段的咬边连接，将轮辐条盘连接到轮辋鞍边。单独的辐条的端部优选地此刻通过(借助于编结围绕的方法对轮辋鞍边进行预成型)编结围绕以形锁合方式与轮辋鞍边连接。为此在轮辋鞍边的制造期间，辐条节段的完全或部分强化或甚至未强化的端部被编结起来。由于基质材料的浸渍且随后使轮辋鞍边强化，形锁合连接且如果使用相同的基质材料(或化学结合的基质材料)的话，则还有实质上的连接与模制部的基质材料一起形成。
辐条与轮辋鞍边的连接表面在另一优选实施例中经由切向地进入或离开的条带而被扩大。这些优选地通过辐条的端部平行于轮辋的内周弯曲且因此在某些区段中在轮辋的内侧上延伸而形成。
在优选实施例中，第一模制部具有轮毂。轮毂可能围绕轮轴开口并具有用于螺栓的开口。第二模制部完全或部分地使第一模制部的开放轮廓横截面封闭且同样具有螺栓孔。由金属或纤维复合材料制成的至少一个间隔元件(其吸收螺栓的压迫力)优选地定位在第一模制部和第二模制部之间以及螺栓孔周围，用以吸收负载。间隔元件优选地通过平坦负载吸收元件(优选地由金属制成的负载吸收元件)而定位在第一模制部中。在特别优选的实施例中，第二模制部本身由金属构成且通过吸收螺栓的压紧力而起到负载吸收元件的作用。第二模制部现在至少在螺栓孔周围不是中空的，而是具有连续材料，使得螺栓的压紧力在两侧都被吸收且由模制部支撑。
辐条可有利地具有任何期望的横截面，其使得星形轮辋可以具有针对负载的正确形状，相应地成形的U形轮廓是特别优选的。
轮子优选地由纤维增强塑料构成。例如，具有环氧树脂作为基质材料的碳纤维增强复合材料优选地用作材料组合物。现有技术已知的用于制造轮子的钢、铝、钛或镁或合金对于部分地或者整个地由金属制造的实施例来说是特别优选的。
根据本发明的构造有利地使得由于较稀松的辐条几何结构而进一步减小重量成为可能。此外，有利的是，不需要CNC精加工操作，使得增强纤维结构保持不受破坏。尤其是轮辐条盘的高抗破碎性可以因此得以实现。
具体实施方式
根据图1、图2(a-c)、图3、图4(a-c)、图5的示例性实施例1：
在第一示例性实施例中，轮辐条盘包括两个分离的模制部(2、3)，该两个分离的模制部(2、3)形成辐条节段以及轮子轮毂。第一模制部(2)的辐条节段在车辆侧面上以开放横截面为特征。细节X示出了辐条的横截面，即在模制部2没有封闭第一模制部(2)的U形横截面中的开口的区域中的横截面。在细节Y中可以认识到该开口如何在另一区域由第二模制部(3)覆盖，第二模制部(3)以形锁合方式与第一模制部啮合并同样具有U形横截面。辐条借助于在轮辋鞍边(1)的织构化结构中的形锁合连接(图3)而轴向地和径向地一体结合。咬边由辐条横截面的侧向的轴向地定向的区域(4)形成，其被朝向辐条的中心轴线在下降的基部连接下方折叠并因此保证平坦连接(5)。轮辐条盘的轮子轮毂或连接表面由第二模制部(3)实现，作为此的结果是，辐条的横截面完全封闭(图2a，细节Y)。第二模制部可以在此设计成使得开放辐条横截面部分地(图2)或完全地在径向方向封闭到轮辋的下降基部下方(图2b)。而且，第二模制部的辐条端部可以设计成使得在两个模制部之间产生被保护免于介质的封闭腔体(图2c)。辐条节段的数量可根据需要选择。
两个模制部(2、3)以形锁合方式经由辐条轮廓和轮毂中心(6)的径向定向的区域相互连接，此结果是，形成了可能的结合表面。两个模制部的连接表面可以关于彼此轴向地(图4a)、成圆锥形地(图4b)和/或借助于卡入连接(图4c)定向，以使两个模制部定心。此外，两个模制部经由间隔节段(7)关于彼此对齐，间隔节段(7)由平坦地连接的负载施加元件(8)接纳，平坦地连接的负载施加元件(8)另外用于吸收轮子螺栓元件，且因此精确地定位第二模制部(3)。
根据图6、图7、图8(a-b)、图9的示例性实施例2：
在该示例性实施例中，轮辐条盘同样包括两个纤维复合材料模制部。辐条的开放横截面此刻位于背对车辆的那一侧上，使得辐条节段与轮辋鞍边的连接可以在大区域内发生。此外，辐条通过咬边形锁合连接与轮辋鞍边的下降基部连接，且辐条节段(5)的咬边带可以集成在轮辋鞍边的织构化编结结构上或中(图8a、8b)。该模制部(2)同时起到轮子的轮子轮毂连接表面的作用。第二模制部(3)借助于相应的间隔节段定位且因此完全封闭辐条节段的开放横截面。
两个模制部(2、3)以形锁合方式经由辐条轮廓和轮毂中心(6)边界相互连接，此结果是，形成了可能的结合表面。
根据图10、图11、图12的示例性实施例3：
该示例性实施例与前述的实施例的不同之处在于，轮辐条盘包括金属的负载施加元件(9)和由纤维复合材料制成的模制部(2)。具有辐条节段和轮子轮毂连接表面的模制部如在示例性实施例2中描述的一样与轮辋鞍边连接。金属的负载施加元件(9)以周向波形轮廓为特征，此结果是，用于接收轮子螺栓元件的元件被集成在辐条节段的轴向定向的区域和模制部的轮毂中心之间，使得其被固定以防止旋转(图12)。接触表面可以在此用作另外的结合连接。
根据图13、图14、图15、图16的示例性实施例4：
该示例性实施例与示例性实施例1不同之处在于，两个模制部联结在一起，其中轮廓横截面，优选地U形轮廓在车辆侧面上敞开。因此形成的联结区域(10)可以用作结合表面。此外，联结区域(10)可以设计成使得两个模制部的连接借助于对接接头(图14)或重叠连接(15)实现。第一模制部和轮辋鞍边之间的咬边形锁合连接现在可以借助于轮辋鞍边的固定隆起(隆起)来执行(图16)。
附图标记列表
1.轮辋鞍边
2.具有辐条节段的第一模制部
3.具有轮子轮毂连接表面的第二模制部
4.辐条节段的轴向定向的区域
5.将辐条连接到轮辋鞍边的连接带
6.轮毂中心的轴向定向的区域
7.由纤维复合材料或金属制成的间隔节段
8.平坦的负载施加元件
9.金属的负载施加元件
10.联结区域
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种轮子，包括轮辋，所述轮辋具有轮辋鞍边(1)和两部式轮辐条盘，其特征在于，所述轮辐条盘包括两个模制部，其中第一模制部(2)形成具有开放横截面的辐条，且第二模制部(3)与所述第一模制部(2)联结并在径向方向沿着轮廓的长度部分地封闭所述第一模制部(2)的辐条。
2.根据权利要求1所述的轮子，其特征在于，所述第一模制部(2)的辐条与所述轮辋鞍边(1)形成咬边的形锁合连接。
3.根据权利要求1或2所述的轮子，其特征在于，所述轮辐条盘的两个模制部(2,3)经由所述辐条的轮廓和轮毂中心的轴向定向的区域(4)以形锁合方式相互连接。
4.根据前述权利要求中任一项所述的轮子，其特征在于，所述轮辐条盘的两个模制部(2,3)在彼此接触或沿着至少一个共用连接线的表面上实质上彼此连接。
5.根据前述权利要求中任一项所述的轮子，其特征在于，所述辐条的开放横截面指向车辆的中心轴线的方向或指向背对车辆的那一侧。
6.根据前述权利要求中任一项所述的轮子，其特征在于，所述辐条的节段和/或轮毂中心的侧向的、轴向定向的接触表面设计为结合表面。
7.根据前述权利要求中任一项所述的轮子，其特征在于，所述第二模制部(3)的方向经由间隔节段(7)实现，所述间隔节段通过平坦负载施加元件(8)定位，所述平坦负载施加元件由所述第一模制部(2)接纳。
8.根据前述权利要求中任一项所述的轮子，其特征在于，所述轮辐条盘包括由纤维复合材料制成的第一模制部(2)和金属的第二模制部(3)，所述金属的第二模制部用作负载施加元件，其中所述第二模制部(3)经由所述辐条的节段和所述轮毂中心(6)的轴向定向的区域(4)与所述第一模制部(2)连接，使得所述第一模制部和所述第二模制部被固定以防旋转。
9.根据权利要求8所述的轮子，其特征在于，金属的所述负载施加元件(9)形成所述轮子的轮毂。

Claims (9)

1.一种轮子，包括轮辋，所述轮辋具有轮辋鞍边和两部式轮辐条盘，其特征在于，所述轮辐条盘包括两个模制部，其中第一模制部形成具有开放横截面的辐条，且第二模制部与所述第一模制部联结并在径向方向沿着轮廓的长度部分地封闭所述第一模制部的辐条。
2.根据权利要求1所述的轮子，其特征在于，所述第一模制部的辐条与所述轮辋鞍边形成咬边的形锁合连接。
3.根据权利要求1或2所述的轮子，其特征在于，所述轮辐条盘的两个模制部经由所述辐条的轮廓和轮毂中心的轴向定向的区域以形锁合方式相互连接。
4.根据前述权利要求中任一项所述的轮子，其特征在于，所述轮辐条盘的两个模制部在彼此接触或沿着至少一个共用连接线的表面上实质上连接。
5.根据前述权利要求中任一项所述的轮子，其特征在于，所述辐条的开放横截面指向车辆的中心轴线的方向或指向背对车辆的那一侧。
6.根据前述权利要求中任一项所述的轮子，其特征在于，所述辐条的节段和/或轮毂中心的侧向的、轴向定向的接触表面设计为结合表面。
7.根据前述权利要求中任一项所述的轮子，其特征在于，所述第二模制部的方向经由间隔节段实现，所述间隔节段通过平坦负载施加元件定位，所述平坦负载施加元件由所述第一模制部接纳。
8.根据前述权利要求中任一项所述的轮子，其特征在于，所述轮辐条盘包括由纤维复合材料制成的第一模制部和金属的第二模制部，所述金属的第二模制部用作负载施加元件，其中所述第二模制部经由所述辐条的节段和所述轮毂中心的轴向定向的区域与所述第一模制部连接，使得所述第一模制部和所述第二模制部被固定以防旋转。
9.根据权利要求8所述的轮子，其特征在于，金属的所述负载施加元件形成所述轮子的轮毂。
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