CN104968485A - 包括组装的辐条元件的轮辐条盘及所述轮辐条盘到轮辋槽的连接 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

包括组装的辐条元件的轮辐条盘及所述轮辐条盘到轮辋槽的连接
技术领域
本专利申请的主题是具有辐条的车轮，优选地，是用于机动车辆的具有辐条的车轮，其中，在轮毂区域中，辐条在周向方向上直接彼此接界，并且在轴向方向上通过两个轮毂部件固定。在轮辋侧上，辐条被紧固至轮辋槽的内侧(面对车轴的一侧)。此外，公开了根据本发明的由纤维复合材料制成的车轮的制造方法。
背景技术
对于机动车辆，尤其是汽车，车轮构造是多种多样的。通常，这些车轮由一个整体制成。先进的构造使得可由多个单独部件来制造。在由目前正研发的纤维增强塑料制成的构造中尤其是这种情况。制造过程的工艺瓶颈限制了设计自由，为克服这种限制做出了各种努力。因此，德国专利DE 102006051867建议一种纤维增强塑料制成的车轮，其中，辐条通过增强材料制成的环形成，这些环被设计成在轮毂处偏转，顺着轮辋的内侧并且在轮毂和轮辋之间的中间空间中彼此邻接。这样形成的轮辐条盘材料连接到同样由纤维增强材料制成的轮辋上。由于此处的设计，轮辐条盘的设计无法充分变化。
其他已知构造试图通过铣出由纤维增强固体材料制成的辐条(例如，也可是具有一定外形的辐盘)之间的开口来克服这些缺点。然而，在这个过程中，不利的是纤维增强受损，导致强度下降。
德国专利DE 102010010512A1号提出一种轮辐条盘，该轮辐条盘以非形状锁合或形状锁合方式连接至轮辋槽。该轮辐条盘由纤维复合材料或金属构成。不便的是该轮辐条盘必须预先制造，并且不能与整个车轮一起制造。在由金属制成的轮辐条盘中，金属与轮辋纤维复合材料间的力传递是有问题的。材料间的膨胀系数差异会导致破坏。
美国专利US 7669940B2号采用了不同的方法。轮辐条盘被设计成通过此处预置辐条隐蔽的全表面辐盘。在优选实施例中，这些辐条设计成环状结构，在轮毂区域彼此直接相邻并且还在轮毂和轮辋之间的中间空间中一起延伸。通过联管节和螺栓连接实现轮毂区域中的紧固。在基本轴向平行的方向上，通过螺栓连接将这些辐条固定至轮辋。辐条仅仅用于装饰目的，而不承担承载功能。因此，这些辐条被设置成由塑料材料制成，而且以可拆卸方式与车轮保持连接。由于辐条构造的功能仅仅是作为盘轮的突出部分，所以不利的是增加了车轮的重量。
因此，本发明目的在于提出一种车轮构造，该构造克服了轮辐条盘设计自由的限制，但同时满足现代汽车构造要求的重量和强度。还将提供一种用于制造上述车轮构造的方法。
发明内容
根据本发明，所述目的通过根据权利要求1所述的车轮实现。在权利要求9中公开了一种用于制造根据本发明的用于制造由纤维复合材料制成的车轮的方法。在后面提及的从属权利要求中示出了有利实施例。
根据本发明的车轮具有轮辋、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，所述辐条元件在轮毂和轮辋之间形成辐条。辐条元件以形锁合方式或以形锁合方式和材料锁合方式紧固至轮辋的内侧。辐条元件在周向方向上彼此邻接，并且它们在轮毂区域中互相支撑。为此，辐条元件具有平整的邻接表面，辐条元件在所述邻接表面上彼此邻接。在轴向方向上，辐条元件优选地由两个轮毂部件固定，辐条元件插入在该两个轮毂部件之间。这些轮毂部件在车轴上彼此面对，并且辐条元件端部布置在这些轮毂部件之间。优选地，轮毂部件直接接触并保持辐条元件端部。
轮毂部件充当力施加元件，而且将作用在车轮上的轴向力分量传递在车轴上，反义亦然。优选地，这些轮毂部件由纤维增强材料(优选地，与轮辋或辐条元件的材料相同)构成。优选实施例提供由金属材料，优选地，钢、铝合金或镁合金或现有技术中合适的合金，制成的轮毂部件。优选地，轮毂部件具有用于紧固车轮螺栓的螺栓孔。此外，当车轮设计需要时，轮毂部件或轮毂部件之一还可具有一个中心轴向孔。优选地，轮毂部件具有凸缘状设计并且广泛地彼此面对。然而，另一个优选实施例提供在一个轮毂部件或两个轮毂部件处的销，所述销以爪状方式在辐条之间啮合，并一直延伸至相对的轮毂部件或该相对的轮毂部件的销。所述销有利于支持到辐条上的径向力的传递。该两个轮毂部件的销还可以以交替方式布置。优选地，在相对的轮毂部件的销之间或者在一个轮毂部件和另一个轮毂部件的销之间，存在少量间隙，以防止在车轮的组装期间经由螺栓施加的夹紧力完全被销吸收。该力应优选地作用在被夹紧在两个轮毂部件之间的辐条元件端部上。在优选实施例中，所述销具有与相对的轮毂部件的螺栓孔对应的螺纹孔。这样，轮毂部件可以保持辐条元件的端部，而不用建立至辐条元件端部的材料连接。如果辐条元件包含模件且在制造期间以未固结状态提供，则将是特别有利的，这是因为能够确保以上述方式将车轮的轮毂区域保持在一起。轮毂区域定义为辐条元件的位于几何轮轴和轮毂部件的径向外端之间的区域，即，在车轮的前后视图中被轮毂部件覆盖的辐条元件节段。
根据本发明的车轮的辐条承担车辆运行期间发生力的传递。因此，车轮辐条不是纯装饰元件。特别地，意图将根据本发明的车轮用于汽车、卡车、公共汽车和其他商用车辆上。
在优选实施例中，辐条元件的邻接表面具有特定轮廓，使得这些辐条元件以理想形式彼此啮合。为此，在优选实施例中，辐条元件在一侧上具有凸起(沿旋转方向观察)而在另一侧上具有凹陷。然后，相邻的辐条元件的凸起和凹陷以形锁合方式彼此啮合。
每个辐条元件由一个或多个织物束或织物束层构成。织物束中的纤维增强优选地是单向的，且平行于辐条的纵向轴线指向或者从轮毂指向轮辋。此外，其中单向纤维广泛地保持在一起的层是优选的。在此，层或层的单向纤维也平行于辐条的纵向轴线指向或者从轮毂指向轮辋。彼此叠置的层优选地被缝合在一起(缝合)。在优选的实施例中，所制定的规则是在未固结的状态下通过一层或多层织物层包裹织物束，以将织物束固定在一起，并提供了在固结状态下抵抗横向应力的更好防护。在优选实施例中，将织物层布置成一层叠一层或沿轴向方向(图4b)或沿周向方向布置。
尤其有利的是，选择织物层的排列，使得可以在下列情形进行分层折叠且不必切断织物层：在随后在辐条端部处的织物层的分布期间，或为了连接至轮辋，或为了插入模件。
在第一简化实施例中，每个辐条元件形成从轮毂延伸至轮辋的单个辐条。在这一点上，该辐条可能已经具有沿纵向轴线变化的横截面，或者按元件设计的弯曲部。此处辐条的纵向轴线限定为沿着辐条的最大延伸部的轴线。在优选实施例中，辐条元件形成两个、三个、四个或更多个辐条，由此辐条的织物束沿径向方向分散，并与其他辐条中的分散的织物束汇聚(图9)。这还可以重复地发生，使得能够实现网格状或菱形状结构或其他花纹设计。
在另一个优选实施例中，将模件插入到辐条元件中，这些模件用于预设并固定期望的辐条形状。这些模件优选地由非常易于与基体材料和/或纤维增强材料结合的材料(例如，除了别的意外，在固结期间熔融)构成。辐条可具有使得轮辐条盘的能承载设计成为可能的任何期望的横截面，并且长方形和/或正方形的横截面是优选的。但是，同时圆形、椭圆形或多边形横截面也是优选的。横截面还可沿着辐条的纵轴轴线变化。
在优选实施例中，辐条元件在其内部的轮毂区域中具有模件。在第一优选实施例中，模件被辐条的纤维增强材料完全地覆盖。在另一优选实施例中，在面对车轴的端部处的模件一直延伸至表面(辐条的端部)并传递接触力。在另一特别优选实施例中，这些模件在轴向方向上由织物束的层(辐条元件的前后侧)覆盖。在周向方向上，它们延伸至辐条元件的表面，使得在辐条元件的邻接表面处产生的力通过模件吸收或传递。在又一优选实施例中，模件在轴向方向上或在轴向和周向方向上延伸直到辐条元件的表面。在轮毂区域中的模件优选地由金属(例如，钢，铝)构成。它们还可以在辐条元件内突出并在轮辋的方向上超过轮毂区域，并因此实现在轮毂和轮辋之间的改进的力传递。
将辐条元件组装并因此形成轮辐条盘。因此，在轮毂区域中的辐条元件优选地具有起到邻接表面作用的轴向指向的锥体或锥形表面。它们优选地借助于张力盘压紧在一起并在轴向方向上被保持，所述张力盘起到轮毂部件(力施加元件)的作用。
在优选实施例中，相邻的辐条元件的邻接表面彼此直接接触且无中间构件。在另一优选实施例中，传递周向力的中间元件位于两个相邻的邻接表面之间。优选地，中间元件由金属构成，但是也能够由塑料和陶瓷构成。
辐条元件优选地经由底切连接件而连接到轮辋槽，从而优选地织物辐条预成形件的端部通过编织(braiding)(通过编织工序对轮辋槽的预成形)以形锁合方式连接至轮辋槽。优选实施例中规定将形成辐条元件的织物束划分并将它们布置在轮辋区域中，使得这些织物束在轴向方向或周向方向(在车轮旋转的两个方向上)顺着轮辋形状，并因此形成形锁合连接。
辐条元件具有用于紧固螺栓的必要开口，所述开口对应于轮毂部件的相对应的开口。这些开口通过以下方式产生：在织物层的制造期间通过相对应的编织来产生，或借助于在未固结状态下刺穿制备好的辐条元件来产生，而纤维优选地保持未损坏。这通过不是冲击形成的开口，而是有利地通过借助于心轴使纤维层移位形成的开口来实现。如果要在辐条元件的轮毂区域中使用模件，则这些模件有利地具有用于螺栓孔的必要开口。优选地，用于紧固螺栓的开口通过CNC精加工来产生。
根据本发明的车轮优选地完全由纤维复合材料构成。优选地，其是具有碳纤维、玻璃纤维、金属或芳族聚酰胺纤维增强的树脂基体。其他优选实施例是如下混合形式：金属辐条元件和纤维增强材料制成的轮辋，或者纤维增强辐条连接至金属轮辋。完全由金属构成的车轮构造也是可能的。合适的金属是现有技术中众所周知的(钢、铝、镁和其他轻金属合金)。
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。
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。
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
根据图1、2、3、4(a-c)、5和6所示的示例性实施例1：
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(1)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(1)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。
根据图7和图8所示的示例性实施例2：
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。
根据图10所示的示例性实施例3：
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)。
附图标记列表
1   轮辋槽
2   单个径向辐条元件
2a  到轮辋凸缘的辐条端部
2b  用于形锁合连接的辐条端部
3a  前力施加元件/轮毂部件
3b  后力施加元件/轮毂部件
4a  外模
4b  内模
5   用于辐条元件的凹槽
6   撑角区域
7   单根纤维束
8   填充材料/模件
9   结合区域
权利要求书(按照条约第19条的修改)
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(2)，所述轮辋带有轮辋槽(1)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(2)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(2)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(2)的织物束或织物束层的端部分布在轮辋区域(1)中，并且所述辐条元件(2)的织物束或织物束层的端部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(2)的端部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(2)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(2)在轴向方向上布置在两个轮毂部件(3a,3b)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(3a,3b)具有销，所述销以爪状方式啮合在所述辐条(2)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(3a,3b)具有在所述销中的螺纹孔，并且相对的轮毂部件(3a,3b)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(2)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，所述辐条元件(2)由嵌入在基体材料中的单向纤维层(7)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(2)具有模件(8)，所述模件在所述辐条元件(2)和所述轮毂部件(3a,3b)之间在轴向方向上传递力和/或在所述辐条元件(2)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(2)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(2)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(2a,2b)，所述两个部分配合到所述轮辋槽(1)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(1)，
d.使所述辐条元件(2)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(2)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(3a,3b)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(2)设置有用于吸收力的模件(8)。
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(2a,2b)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(2a,2b)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。

Claims (12)

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，所述辐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。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106827951A (zh) * 2017-01-12 2017-06-13 张彤 一种复合材料轮毂
CN109843598A (zh) * 2016-10-17 2019-06-04 慕贝尔碳纤维技术有限公司 由纤维增强材料制成的车轮和制造这种车轮的方法
CN110461581A (zh) * 2017-03-07 2019-11-15 瑞巴复合材料有限公司 用于提供用于机动车辆的车轮的方法及相关车轮
CN111108005A (zh) * 2017-09-21 2020-05-05 蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司 用于制造车轮的方法、车轮和用于设计车轮方法
CN113226718A (zh) * 2018-12-20 2021-08-06 米其林集团总公司 非充气轮胎未固化轮辐的组装方法
CN114132116A (zh) * 2021-12-31 2022-03-04 浙江金固股份有限公司 具有挂钩连接件的车轮

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9815323B2 (en) * 2014-07-24 2017-11-14 Superior Industries International, Inc. Cast aluminum wheel
DE102014215910A1 (de) * 2014-08-11 2016-02-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Rad aus faserverstärktem Kunststoff mit Zentralverschraubungsadapter
CN104773030B (zh) * 2015-04-24 2017-05-31 李磊 一种辐板式车轮及其制作方法
GB2541498B8 (en) 2016-06-14 2017-11-29 Dymag Group Ltd Rim for a wheel
US10752047B2 (en) 2016-08-23 2020-08-25 Harley-Davidson Motor Company Group, LLC Laced wheel and method of manufacture
IT201700009997A1 (it) 2017-01-31 2018-07-31 Ri Ba Composites S R L Cerchione di supporto pneumatici per mezzi di trasporto
KR101949029B1 (ko) * 2017-08-08 2019-05-09 주식회사 포스코 자동차용 휠
WO2019033173A1 (en) 2017-08-18 2019-02-21 Carbon Revolution Limited PREFORM SHAPED FOR FACE PORTION OF A COMPOSITE WHEEL
CN111344154A (zh) * 2017-11-13 2020-06-26 蒂森克虏伯碳素零件有限公司 车轮装置和用于制造车轮装置的方法
KR102502976B1 (ko) * 2021-01-20 2023-02-27 경상국립대학교 산학협력단 차량용 복합재 휠 및 그 제조 방법
US20220305843A1 (en) * 2021-03-29 2022-09-29 ESE Carbon, Inc. Composite wheel having continuous reinforcing ply from spoke-to-spoke and spoke-to-barrel
CN115070351B (zh) * 2022-06-13 2024-02-23 浙江恒质新材料有限公司 轮毂制造系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1737935A (en) * 1926-05-12 1929-12-03 Hurlburt W Smith Vehicle wheel
US5784926A (en) * 1996-08-27 1998-07-28 Dow-United Technologies Composite Products, Inc. Integral composite flywheel rim and hub
DE10006400A1 (de) * 2000-02-12 2001-08-16 Volkswagen Ag Scheibenrad und Verfahren zu dessen Herstellung
JP2005306334A (ja) * 2004-04-26 2005-11-04 Fuji Shoji Kk ホイール
US20100019564A1 (en) * 2006-10-31 2010-01-28 Arwed Theuer Wheel wound from fiber-reinforced plastic and method for its production

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1206887A (en) * 1916-05-09 1916-12-05 Thomas E Murray Vehicle-wheel.
US1548230A (en) 1921-10-07 1925-08-04 Jefferson Forge Products Compa Metal wheel
US1742044A (en) 1927-02-01 1929-12-31 Hurlburt W Smith Vehicle wheel
US4636344A (en) * 1984-11-21 1987-01-13 The Budd Company Method of molding fiber reinforced composite wheel
US5246275A (en) * 1987-08-21 1993-09-21 Arredondo Jr Rene N Wheel for bicycles and method of producing
US5782540A (en) * 1996-05-21 1998-07-21 Brunswick Corporation Plastic wheel and method of making same
DE19921578C1 (de) * 1999-05-10 2001-02-01 Gubesch Gmbh Fahrrad-Laufrad
DE10145630A1 (de) 2001-09-15 2003-04-30 Bayerische Motoren Werke Ag Gebautes Rad aus Faserverbundwerkstoff
US7040714B2 (en) * 2002-08-21 2006-05-09 Daimlerchrysler Corporation Composite wheel and method for manufacturing the same
US7669940B2 (en) 2008-05-09 2010-03-02 Sulahian Diko Adaptable wheel assembly
DE102010010512B4 (de) 2010-03-05 2022-03-17 Action Composites Hightech GmbH Verfahren zur Herstellung einer Radfelge und Verfahren zur Vorfertigung eines Felgenbetts einer Radfelge
US9108461B2 (en) * 2012-06-27 2015-08-18 Cayucos Cowboys, Llc Bicycle wheel with unitary side construction
WO2014061002A1 (en) * 2012-10-19 2014-04-24 Ri-Ba Composites - S.R.L. Con Unico Socio Motor vehicle rim made of a composite material and relative manufacturing method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1737935A (en) * 1926-05-12 1929-12-03 Hurlburt W Smith Vehicle wheel
US5784926A (en) * 1996-08-27 1998-07-28 Dow-United Technologies Composite Products, Inc. Integral composite flywheel rim and hub
DE10006400A1 (de) * 2000-02-12 2001-08-16 Volkswagen Ag Scheibenrad und Verfahren zu dessen Herstellung
JP2005306334A (ja) * 2004-04-26 2005-11-04 Fuji Shoji Kk ホイール
US20100019564A1 (en) * 2006-10-31 2010-01-28 Arwed Theuer Wheel wound from fiber-reinforced plastic and method for its production

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109843598A (zh) * 2016-10-17 2019-06-04 慕贝尔碳纤维技术有限公司 由纤维增强材料制成的车轮和制造这种车轮的方法
CN109843598B (zh) * 2016-10-17 2022-12-13 慕贝尔碳纤维技术有限公司 由纤维增强材料制成的车轮和制造这种车轮的方法
CN106827951A (zh) * 2017-01-12 2017-06-13 张彤 一种复合材料轮毂
CN110461581A (zh) * 2017-03-07 2019-11-15 瑞巴复合材料有限公司 用于提供用于机动车辆的车轮的方法及相关车轮
US11718048B2 (en) 2017-03-07 2023-08-08 Bucci Composites S.P.A. Method for providing wheels for motor vehicles, and associated wheels
CN111108005A (zh) * 2017-09-21 2020-05-05 蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司 用于制造车轮的方法、车轮和用于设计车轮方法
CN113226718A (zh) * 2018-12-20 2021-08-06 米其林集团总公司 非充气轮胎未固化轮辐的组装方法
CN113226718B (zh) * 2018-12-20 2023-02-28 米其林集团总公司 非充气轮胎未固化轮辐的组装方法
CN114132116A (zh) * 2021-12-31 2022-03-04 浙江金固股份有限公司 具有挂钩连接件的车轮
CN114132116B (zh) * 2021-12-31 2024-01-23 浙江金固股份有限公司 具有挂钩连接件的车轮

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