CN112203865B - 由连续纤维/塑料复合材料生产辐条星的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通过一个或多个连续纤维束(111)生产辐条星(5)的方法,在该方法过程中,使用生产装置(100)缠绕纤维卷(3)并使纤维卷(3)变形为辐条星(5),其中,生产装置(100)包括在轮辋侧的多个偏折装置(2)和在轮毂侧的多个偏折装置(4),其中,在轮辋侧的偏折装置(2)和在轮毂侧的偏折装置(4)围绕偏折装置(2、4)的布局(10)的内部布置,其中,在第一步骤中,连续的纤维束(111)被缠绕在轮辋侧偏折装置(2)的至少一部分上,成为纤维卷(3),并且在第二步骤中,在上述缠绕之后,轮毂侧偏折装置(4)的至少一部分在布局(10)的内部的方向上被移位,从而纤维卷(3)变形为星形,使得由纤维卷(3)的一些部分在轮毂侧偏折装置(4)与轮辋侧偏折装置(2)之间形成辐条(12),其中辐条(12)构成封闭的辐条星(5)的至少一部分。此外,本发明还涉及一种生产装置(100)、辐条星(5)和辐条轮(11)。
Description
技术领域
本发明涉及由一个或多个连续纤维束生产辐条星的方法。此外,本发明涉及一种用于生产辐条星的生产装置、辐条星本身以及辐条轮。
背景技术
辐条星是其半径由辐条形成的至少近似星形的结构。
已知由纤维/塑料复合材料生产辐条轮。在现有技术中,纤维/塑料复合材料的机动车辆轮辋是已知的,其类似于铸铁轮辋。它们通过安装在成型模板上的纤维垫而被赋予其形状。浸渍的纤维垫被固化以生产辐条轮。
该现有技术的缺点在于,需要预成形的成型元件以赋予轮辋其形状。这样的成型元件生产起来相对成本较高,因此昂贵。此外,它们仅允许生产特定尺寸的特定类型辐条轮。而且,已知方案中的纤维利用率不是最佳的。
EP0089809A1公开了一种具有近似三叶草形状的纤维加强元件,其可以用作飞轮的辐条元件。从轮毂部分开始,将三个纤维束放置在三个环形成形元件周围,这三个环形成形元件决定了各自具有两个辐条的辐条部分的辐条形状,其中纤维束从一个辐条部分延伸到下一个辐条部分。
这里,同样的缺点是,成形元件仅适用于特定类型的辐条元件。这使得该方法在生产不同类型的辐条元件方面灵活性不强。
本发明提出要解决的问题是在生产不同类型的辐条星和/或车轮或轮辋时具有更大的灵活性。
发明内容
本发明的主题是一种辐条星的生产方法,在该方法过程中,使用一种生产装置,该生产装置具有在轮辋侧的多个偏折装置以及在轮毂侧的多个偏折装置。该生产装置用于缠绕纤维卷并使纤维卷变形为辐条星。轮辋侧的偏折装置和轮毂侧的偏折装置围绕偏折装置的布局的内部布置。在第一步骤中,连续的纤维束缠绕在轮辋侧偏折装置的至少一部分上,成为纤维卷。在第二步骤中,在上述缠绕之后,轮毂侧偏折装置的至少一部分在所述布局的内部的方向上移位,其中纤维卷变形为星形。在轮毂侧偏折装置和轮辋侧偏折装置之间,由纤维卷的多个部分形成辐条,辐条构成封闭的辐条星的至少一部分。
根据本发明的辐条星可以通过纤维卷的变形来生产,因此可以被看作是变形的环。优选地,辐条至少近似径向地延伸。辐条的在内径上的端部之间的连接与在外径上的端部之间的连接优选具有不同的长度。可替代地,辐条也可以具有平行的构造。辐条优选至少在很大程度上是笔直的。
纤维束优选地是多个连续纤维的束,所述纤维例如是粗纱或多条粗纱,特别是具有单向纤维轮廓的粗纱,或是带、预浸丝、细长的预浸料或细长的稀松布或网状物。复合纤维技术中通常所称的连续纤维实际上并不是无限长的。本专利申请中的连续纤维被定义为具有比辐条长的特殊属性的纤维。但是,也可以考虑使用比辐条短的纤维,并将它们组合成更长的纤维束。
例如,可以提供辐条星,作为辐条轮的一部分。辐条星可以用于将轮毂连接到轮辋。优选地,辐条星具有全部数量的辐条。优选地,辐条星在构造上是旋转对称的,其中,相互旋转对称的部分尤其各自包括两个辐条。
所使用的偏折装置的布局的中点可以是例如缠绕中心。但是,缠绕中心也可以是该布局的内部的另一点。
可以为辐条星类型提供备用偏折装置,其需要较大数量的偏折点,并且在生产具有较少数量偏折点的辐条星期间不使用备用偏折装置。例如,辐条星可以用多组轮辋侧偏折装置和多组轮毂侧偏折装置来生产,这些组能够具有不同数量的偏折装置。在最简单的情况下,轮辋侧偏折装置与轮毂侧偏折装置相交替。于是,这些组各自具有一个偏折装置。如果两个偏折装置布置在一个组中,则辐条星可以沿着轮毂侧或轮辋侧延伸更长的部分。此外,多组轮辋侧偏折装置和轮毂侧偏折装置中的至少一组中的两个偏折装置由于它们在周向方向上的位置而产生辐条的不同倾斜。当一个组中有多于两个的偏折装置时,可以使轮毂侧或轮辋侧的辐条星的周向截面的趋势适于例如近似圆形的趋势。也可以想到的是,在轮辋侧和轮毂侧之间的辐条的趋势中使用偏折装置,以便为其提供弯曲。
轮辋侧偏折装置优选与轮毂侧偏折装置同时移位,特别是使得在纤维卷中保持张力。为此,轮毂侧偏折装置可以在偏折装置的布局的内部的方向上更大程度地移位。
在移位之前,轮毂侧偏折装置优选地布置成与轮辋侧偏折装置相比距所述布局的内部、特别是缠绕中心更大的距离。在移位之后,轮辋侧偏折装置布置成与轮毂侧偏折装置相比距所述布局的内部、特别是缠绕中心更大的距离。偏折装置对于该距离的相关点被限定为纤维卷离开偏折装置时的点。
优选地,纤维卷在径向方向上总体上具有至少近似相同的厚度。以这种方式,可以在所得辐条星中实现辐条的统一厚度。位于辐条之间的辐条星区域的厚度可以相同。
优选地,纤维卷缠绕成重叠的层。优选在变形过程中保持纤维卷中各层的位置。为此,可以将纤维卷保持在张力下或至少在形状上保持到变形结束为止。
偏折装置可以设计为套筒,在其内部具有连续的孔。在这种情况下,套筒可以保留在辐条星上或辐条星中,或再次取下。可以在偏折装置支架上放置用于使纤维卷变形为辐条星的套筒,其中偏折装置支架可以例如设计为移位装置的动子上的轴。在变形发生之后,包括套筒在内的辐条星可以从偏折装置支架上拉下。套筒的连续孔可用于将辐条星固定到轮毂或轮辋上。可以想到,将套筒嵌入轮毂或轮辋中。
该生产方法的一个好处是,可以通过缠绕纤维卷并使其变形来生产辐条星。在纤维卷变形期间,纤维有利地既不压缩也不拉伸,而是仅弯曲。即使在弯曲点弯曲时,被缠绕的材料被给定中性纤维的任一侧上的不同长度的部分,也不会在变形过程中有纤维从缠绕平面弹出。由于轮辋侧偏折装置和轮毂侧偏折装置的弯曲方向不同,所以压缩和拉伸在中性纤维的两侧相互抵消。这些层仅仅抵靠彼此滑动,这至少在湿润的缠绕材料的情况下是没有问题的。
该方法的一个好处是,由于偏折装置的可移位性,在可以生产的辐条星的形状方面有很大的自由度。通过使用相同的生产装置,可以制造不同大小的辐条星和/或具有不同数量辐条的辐条星。为此,纤维卷的尺寸、偏折装置的数量、变形的开始和结束位置相适应。轮辋侧偏折装置和轮毂侧偏折装置的移动顺序的控制可以适应于上述情况。
优选地,轮辋侧偏折装置的至少一部分能够相对于所述布局的内部在其径向位置上移位,特别是从缠绕中心移位到纤维卷的变形过程的起始位置,以调节要生产的辐条星的尺寸。
优选地,轮辋侧偏折装置能够至少大约在纤维卷的缠绕方向上或至少大约在周向方向上围绕所述布局的内部、尤其是围绕缠绕中心移位,特别是使得辐条星的至少一个辐条至少近似径向地定向。
通过这种移位,可以实现辐条相对于辐条星的径向方向的定向。因此,可以完成辐条星的设计的修改。例如,辐条可以径向地延伸,或者相邻的辐条可以平行地延伸,或者可替代地在相反的方向上具有相同的倾斜,或者轮毂和轮辋具有不同的轮廓。
优选地,连续纤维束的轮辋卷缠绕在辐条星的外周上,轮辋卷特别地构造为轮辋或轮辋的一部分。
这样,可以生产轮辋。优选地,先前生产辐条星的相同纤维束可以缠绕在辐条星上,以生产轮辋或轮辋的一部分。
优选地,偏折装置设计成能够绕旋转轴线旋转并且在其外周上设置有螺旋形凹槽,纤维卷放置在该螺旋形凹槽中。旋转轴线在螺旋形凹槽的内部延伸,并且偏折装置旋转,以使纤维卷在偏折装置的外周上沿旋转轴线的方向移动。也可以考虑使用双螺旋。
借助于这种偏折装置,可以改变辐条在辐条轮的轴向方向上的位置。
根据前述权利要求中的一项所述的方法,其特征在于,辐条星的轮辋侧外部和/或轮辋卷抵靠成形装置放置;优选地,成形装置抵靠辐条星的内侧和/或轮辋卷的内侧。
特别地,在辐条星和/或辐条轮的这样的成形装置部分抵靠的情况下,辐条星和/或辐条轮可以被赋予由成形装置决定的形状;优选地,辐条星和/或轮辋卷的外轮廓被统一地倒圆,优选地具有相同的半径。
不同的成形装置可以用于辐条星的外部部分和轮辋卷的部分。不同的成形装置可以用于不同类型的辐条星。
成形装置可以可移动地布置在其自身的移位装置上。
具有或不具有轮辋卷的成品辐条星优选被润湿地缠绕,尤其是由预浸渍的材料缠绕。但是,也可以在缠绕后浸渍辐条星。在浸渍状态下,辐条星可以固化或可以通过直接的化学反应固化。在此之后,辐条星、尤其是轮辋卷可以被循环地翻转或研磨。
在本发明的另一方面,提出了一种用于由连续纤维生产辐条星的生产装置。该生产装置包括多个轮辋侧偏折装置和多个轮毂侧偏折装置,它们中的每一个被设置成接收纤维卷,并且在纤维卷的变形开始时围绕偏折装置的布局的内部布置。此外,生产装置包括用于轮毂侧偏折装置的多个移位装置,通过所述移位装置,轮毂侧偏折装置能够从变形开始时的位置沿所述布局的内部的方向移位。
偏折装置围绕所述布局的内部的布置意味着,偏折装置在变形开始时不位于所述布局的内部,而是位于内部区域之外,例如在其边缘或边缘附近。
借助于这种生产装置,可以生产由纤维卷制成的各种形状的辐条星。
移位装置包括移位轴线,偏折装置能够沿移位轴线移动,特别是线性地移动。优选地,生产装置包括用于轮辋侧偏折装置的多个移位装置。由于这些移位装置,可以同时移位轮毂侧偏折装置和轮辋侧偏折装置。通过两种类型的偏折装置的适当的运动关系,可以在变形期间将纤维卷保持拉紧。这样做的好处是,连续纤维束的各个层保持其布置,并且在变形过程中不会相互交叉。这样,可以实现辐条星的良好质量。
可以提供一种致动装置,通过该致动装置,用于轮辋侧偏折装置的移位装置和用于轮毂侧偏折装置的移位装置的运动可以被协调,以便在变形期间将纤维卷保持拉紧。优选地,致动装置包括电机控制器。
优选地,生产装置包括缠绕装置,利用该缠绕装置可以将连续的纤维材料缠绕在缠绕中心上以形成纤维卷。为此,轮辋侧偏折装置的布局可以旋转地布置。特别地,连续的纤维束可以以这种方式缠绕在偏折装置的外侧上。在一种替代方案中,缠绕装置或其一部分也可以围绕轮辋侧偏折装置移动。可替代地,可以用手缠绕纤维卷。
优选地,至少一个移位装置能够在布置偏折装置的表面中枢转。特别地,移位装置能够绕布局的内部的一点枢转,优选绕缠绕中心枢转。
这样的枢转使得可以围绕偏折装置的布局或缠绕中心在周向方向上改变偏折装置的位置。这样,可以改变相邻偏折装置之间的距离。替代地或附加地,也可以考虑将移位装置设计成能够相对于其移位轴线侧向移动。
优选地,多组轮辋侧偏折装置和多组轮毂侧偏折装置围绕所述布局的内部沿缠绕方向相接续。一组优选地包括至少一个偏折装置,优选地刚好是两个偏折装置,和/或多于两个的偏折装置。特别地,一个轮毂侧偏折装置跟在两个轮辋侧偏折装置后面。
后一种选择的好处在于,所得辐条的径向外端在围绕所述布局的周向方向上的距离大于所得辐条的在径向方向上的径向内端的距离。这使得辐条星的较长部分能够平行于轮辋卷延伸。在一个实施例中,仅通过在轮毂侧偏折装置处的偏折来实现所得辐条的径向内端在周向方向上的连接。所得辐条的在径向方向上的径向外端的连接可以通过两个偏折装置来完成。可以想到的是,一组的偏折装置可以通过一个移位装置共同移位。在这种情况下,可以想到的是,一组的偏折装置的相互间距可以与移位同时改变。
偏折装置可以安装在公共的支架板上。替代地或附加地,可以将一个或多个移位装置固定在支架板上。
优选地,一个偏折装置具有螺旋形凹槽,并且设计成能够绕理论旋转轴线旋转,而纤维卷在缠绕状态下环绕该旋转轴线。
具有螺旋形凹槽的偏折装置优选地至少近似地形成为辊。这样的偏折装置可以具有中央部分,该中央部分的直径小于在轴向端部处的突出的侧部件的直径。
具有螺旋形凹槽的偏折装置的好处在于,通过使偏折装置绕旋转轴线转动,可以在旋转轴线的方向上调节纤维卷在偏折装置上的位置。以此方式,可以使围绕偏折装置延伸的辐条星的一个点从缠绕平面移出。因此,辐条可以倾斜,从缠绕平面移出。辐条星可以有利地更好地传递通过沿轴向方向倾斜的辐条作用在其上的轴向力。例如,连续的辐条或辐条组可以具有相反方向的倾斜。纤维卷在旋转轴线方向上的位置调节优选在缠绕到偏折装置上之后进行。
优选地,生产装置设计成在完成辐条星的生产之后,将生产装置中的轮辋卷缠绕到在轮辋侧偏折装置之间延伸的辐条星部分上。轮辋卷可以是轮辋或轮辋的一部分。不需要为了创建轮辋卷而从生产装置中移除辐条星。
生产装置可以包括一个或多个成形装置,成形装置的数量特别地与轮辋侧偏折装置的数量相同。成形装置布置在轮辋侧偏折装置之间。成形装置靠在辐条星的一部分上或轮辋卷的一部分上,并将其形状传递给它们。以这种方式,例如,可以在辐条星或轮辋卷的外周上实现倒圆。通过使用成形装置,可以制造出圆形轮。辐条星成形装置可以布置在相邻的轮辋侧偏折装置之间,其中辐条星的一部分在所述相邻的轮辋侧偏折装置之间延伸。轮辋卷成形装置可以在辐条星的这些部分之间延伸。成形装置能够设计成插入生产装置中并从生产装置中取出,或使成形装置不起作用。因此,在需要时可以有利地使用成形装置,但其他时间成形装置不会干扰辐条星的生产过程。
在本发明的另一方面,提出了一种由纤维/塑料复合材料制成的辐条星,其被构造为星形的封闭环。辐条星包括在辐条星的轮毂侧内周和辐条星的轮辋侧外周之间的辐条。在辐条星中,单个纤维束沿着辐条星的辐条在内周和外周之间反复地延伸。
仅具有单个纤维束的这种构造的一个好处是,可以通过使用简单的缠绕装置由单个纤维束缠绕这种辐条星而不会出现复杂的情况,然后使其变形。此外,纤维束的起点可以定位在纤维卷中的任何期望点。这也促进了这种辐条星的生产。
纤维束可以例如是粗纱或多条粗纱,或带,或细长的稀松布,或网状物。纤维束优选地包含所谓的连续纤维。
优选地,辐条星在很大长度的一部分上具有为此目的而特别引入的成形元件。然而,在辐条星的生产过程中,偏折元件有可能保留在辐条星中。特别地,辐条星的形状可以由固化的纤维/塑料复合材料决定,并且优选地,辐条星的形状仅由固化的纤维/塑料材料决定。
优选地,辐条星具有全部数量的辐条。优选地,辐条星具有旋转对称的构造,其中相互旋转对称的部分各自包括两个辐条。
优选地,辐条至少近似径向地延伸。辐条的在内周处的端部之间的连接与在外周处的端部之间的连接优选地具有不同的长度。可替代地,辐条也可以具有平行的构造。
优选地,纤维束延伸穿过所有辐条。纤维束优选地沿辐条星延伸超过一圈,并且特别地多次通过相同的路径穿过辐条星。
这样,可以通过单个缠绕过程由单个纤维束缠绕辐条星。
例如,辐条星可以用作弹性联接元件。这种联接尤其可以是补偿联接。辐条星然后可以例如在其轮毂侧固定在第一联接元件上,并且在其轮辋侧固定在第二联接元件上。由于其弹性,辐条星可以补偿两个联接元件的角度偏移和/或平行偏移。
在本发明的另一方面,提出了一种辐条轮,该辐条轮由纤维/塑料复合材料制成,该辐条轮具有轮毂、轮辋以及在轮毂和轮辋之间的多个辐条。辐条轮包括根据上述实施例的辐条星,其中,轮辋的至少一部分缠绕在由纤维束制成的辐条星上。
优选地,形成轮辋的至少一部分的纤维束与也生产辐条星的纤维束相同。
辐条星可以固定在轮辋和轮毂上,从而由其形成辐条轮。辐条轮可以特别地形成为振动联接器、齿轮、皮带轮、辊底、磨盘、叶轮或其他一些旋转部件或具有旋转负载的部件。例如,可以由两个相互连接的辐条星形成联接器。辐条星之间的连接优选地布置在远离联接器的旋转中心的区域中。辐条轮也可以设计成汽车轮辋,特别是用于机动车辆的轮辋。也可以将辐条星用于针对静态用途的辐条轮。特别地,这种辐条轮可以至少近似水平地定向或以小于80°的角度定向。辐条轮可以特别地支撑在中间,并在其外部区域承受负载。同样可以想到相反的情况,即:辐条轮在外部被支撑,并在中间承载负载。
根据一个实施例,辐条星(5)通过轮毂侧偏折装置(4)固定在轮毂(13)上,或者轮毂(13)设计为接收轮毂侧偏折装置(4),其中,轮毂侧偏折装置(4)优选地设计成为具有连续孔的套筒。
轮毂侧偏折装置(4)可以提高辐条星与轮毂之间的连接强度。如果轮毂侧偏折装置设计为套筒,则辐条轮可以通过该套筒拧紧在轮支架上。
优选地,与其在轴向方向上的深度相比,辐条的至少一部分在径向方向上较窄。这样,辐条轮可以特别好地借助于这些辐条将轴向力从轮辋传递到轮毂。由于在径向方向上的延伸相对较小,因此辐条的重量较轻。这样,作为轻质结构的辐条轮能够满足轴向力传递和低重量的要求。
辐条可以在轮毂和轮辋之间并且尤其是在辐条轮的轴向方向上延伸。这样,能够更好地吸收轴向力。
优选地,辐条轮包括偶数个辐条。
优选地,辐条轮的辐条星布置在轮辋的轴向端,并且优选地还布置在轮毂的轴向端。由于这种布置,在辐条轮的内部存在空间,以便在该空间内设置例如辐条轮的轴承。
附图说明
附图描绘了本发明的示例性实施例,其中:
图1示意性地示出了用于生产辐条星的生产装置的轮辋侧偏折元件的布置;
图2示意性地示出了图1的布置,但是具有缠绕在轮辋侧偏折元件上的纤维卷;
图3示意性地示出了图2的布置,但是具有附加的轮毂侧偏折元件;
图4示意性地示出了图3的布置,但是其中轮毂侧偏折元件和轮辋侧偏折元件被移位以生产辐条星;
图5示意性地示出了图4的布置,但是其中轮毂侧偏折元件和轮辋侧偏折元件被进一步移位;
图6示意性地示出了图5的布置,但是其中轮毂侧偏折元件和轮辋侧偏折元件被更进一步移位;
图7示意性地示出了图6的布置,但是其中轮毂侧偏折元件和轮辋侧偏折元件的移位已经完成;
图8示意性地示出了图7的布置,但是其中辐条星在外周上被轮辋卷缠绕;
图9示意性地示出了图8的布置,但是其中通过轮辋侧偏折元件之间的成形元件,将辐条星和轮辋卷的一些部分在外周上弯曲成凸形;
图10是具有图7所示的辐条星的轮辋;
图11是用于偏折装置的移位装置;以及
图12是具有螺旋形凹槽的偏折装置。
具体实施方式
图1示意性地示出了轮辋侧偏折装置2在未详细示出的生产装置100的表面1中的布置。该表面优选是平坦的构造。轮辋侧偏折装置2布置成能够在布局的内部的方向上移动,优选地远离布局的内部移动。特别地,轮辋侧偏折装置2能够在径向方向R上移动。优选地,轮辋侧偏折装置2另外能够在周向方向U上移动。在图1的图示中,成对的轮辋侧偏折装置2之中的轮辋侧偏折装置2优选地在周向方向上彼此的间距A小于各对之间的间隙L的宽度。代替多对的两个轮辋侧偏折装置2,也可以提供由多于两个的轮辋侧偏折装置2构成的仅一个组或多个组。优选地,轮辋侧偏折装置2布置在理论上的圆上。
图2示意性地示出了图1的偏折装置2,但是附加地具有缠绕在偏折装置2周围的纤维卷3。纤维卷3的形状近似为圆形,但是纤维卷3的在轮辋侧偏折装置2之间的部分是笔直的构造。纤维卷3围绕连续纤维束111的缠绕中心W缠绕。连续纤维束111由缠绕装置110提供。如这里所示,轮辋侧偏折装置2能够布置成沿缠绕方向WR旋转。也可以是缠绕装置110绕轮辋侧偏折装置2旋转。
图3示意性地示出了图2的偏折装置2和纤维卷3,但是在表面1中另外绘制了轮毂侧偏折装置4。在图2所示的生产装置的状态下,这些轮毂侧偏折装置4优选地不存在于表面1中,以利于缠绕过程。例如,可以将轮毂侧偏折装置4手动引入到表面1中或自动定位在表面1中,以产生图3所示的状态。轮毂侧偏折装置4优选地布置在多对的轮辋侧偏折装置2之间的间隙的中间处,尽管也不必这样做。轮毂侧偏折装置4布置成能够在轮辋侧偏折装置2的布局的内部的方向上移动,优选地也是远离该布局的内部移动。优选地,轮辋侧偏折装置2另外能够在周向方向U上移动。优选地,轮毂侧偏折装置4布置在理论上的圆上。
图4示意性地示出了图3的轮辋侧偏折装置2、轮毂侧偏折装置4以及纤维卷3,示出了辐条星的成形开始。为此,如长箭头所示,轮毂侧偏折装置4在布局10的内部的方向上移位。因为纤维卷3在其长度上不屈服,所以轮辋侧偏折装置2也必须在布局10的内部的方向上移位。由于这种移位的路径较短,因此用短箭头示出。
图5示意性地示出了图4的轮辋侧偏折装置2、轮毂侧偏折装置4以及纤维卷3,其中,进一步进行了辐条星的成形。在图3中可以清楚地看出,在辐条星成形期间,轮毂侧偏折装置4在开始时比轮辋侧偏折装置2更远离布局10的内部。但是,在图5中,这种情况已经颠倒了。
图6示意性地示出了图5的轮辋侧偏折装置2和轮毂侧偏折装置4以及图5的纤维卷3,其中,更进一步进行了辐条星的成形。
图7示意性地示出了图6的成品辐条星5。图1至图7示出了辐条星的生产过程中的各个阶段。图1至图6的比例尺大致相同,因此可以清楚地看出,辐条星5的外周16随着由纤维卷进行生产期间的变形而连续减小。辐条星具有内周15和外周16。内周15和外周16基本上由偏折装置2和4的位置决定。
图8示出了图7的成品辐条星5,但是连续纤维的轮辋卷6已经缠绕在其上。轮辋侧偏折装置2和轮毂侧偏折装置4处于与图7相同的位置。由于利用轮辋卷6缠绕辐条星5,所以辐条星5可以形成轮辋11或其他轮状这种的辐条。成对布置的轮辋侧偏折装置2之中的轮辋侧偏折装置2的间距产生辐条星5的平行于轮辋卷6的区域。轮辋侧偏折装置2的成对布置还意味着辐条星5的辐条可以在径向方向上形成得更牢固。这对于吸收径向力是有利的。
图9示出了表面1中的图8的轮辋11,但是不同之处在于,设置了辐条星成形装置7和轮辋卷成形装置8,以便获得轮辋卷6的更好的圆度。辐条星成形装置7布置在辐条星5的内部,位于两个轮辋侧偏折装置2之间。辐条星成形装置7在其外周侧具有凸曲率,优选地大致具有轮辋11的外径。这样,辐条星5的在轮辋侧偏折装置2之间的部分可以是圆形构造。轮辋卷成形装置8布置在辐条星5的两个辐条12之间,但是在辐条星5的外侧。轮辋卷成形装置8在其外周侧上具有凸曲率,优选地大致对应于轮辋11的外径。成形装置7、8优选相对于偏折装置2、4定位在表面1中。如图所示,优选地,辐条星成形装置或轮辋卷成形装置8各自布置在所有相邻的轮辋侧偏折装置2之间。辐条星成形装置7优选在生产辐条星5之前固定在表面1中。轮辋卷成形装置8优选在缠绕轮辋卷6之前定位在表面1中。成形装置显著促进了用于车辆的轮辋11的生产。
图10示意性地示出了辐条轮11,在该示例中,辐条轮11被构造为机动车辆的轮辋。轮辋包括具有辐条12的辐条星5、轮毂13和轮辋14。轮毂侧偏折装置2嵌入轮毂13中。辐条星5通过轮毂侧偏折装置2固定在轮毂13上。轮辋侧偏折装置4嵌入轮辋14中。辐条星5通过轮辋侧偏折装置固定到轮辋14。辐条星5可以附加地或替代地通过整体结合到轮毂13和/或轮辋14来连接。轮辋可以由轮辋卷6形成或者包括轮辋卷6。轮毂侧偏折装置2可以构造为管段。在这种情况下,轮辋11可以通过轮毂侧偏折装置2连接至车辆。
图11示意性地示出了移位装置20,其具有由虚线象征性地示出的移位轴线21。动子22能够沿移位轴线21移位。轮辋侧偏折装置2固定在动子22上。轮辋侧偏折装置2具有辊的形状,其具有移除的中央部分23和侧部件24。未在图11中示出的纤维优选地由中央部分23偏折。优选地,侧部件24可以从中央部分23移除。中央部分23可以构造为套筒,其保留在辐条星5中。侧部件24和中央部分23可以放置在轴25上,轴25固定在动子22上。类似地,轮毂侧偏折装置4也可以固定在动子22上。轮毂侧偏折装置4可以具有辊的形式,如以上关于轮辋侧偏折装置2所述。
图12示出了轮辋侧偏折装置2,其基本上为具有中央部分23和侧部件24的辊的形式。在中央部分23中引入了螺旋形凹槽26。在该凹槽26中,可以放置纤维束以进行偏折。通过使偏折装置2围绕与偏折装置2的纵向轴线重合的旋转轴线D转动,可以在纵向方向上改变图12中未示出的偏折纤维束的位置。优选地,凹槽26在纵向方向上较宽,以使得纤维束可以在横向于纵向方向的平面内在螺旋形凹槽26中延伸。然后,可以在偏折装置2的纵向方向上的相同位置处发生纤维进入偏折装置2以及纤维从偏折装置2离开。可替代地或附加地,可以以相同的方式构造和使用轮毂侧偏折装置4。
Claims (16)
1.一种通过一个或多个连续纤维束(111)生产辐条星(5)的方法,
其特征在于,使用生产装置(100)缠绕纤维卷(3)并使所述纤维卷(3)变形为辐条星(5),
其中,所述生产装置(100)包括在轮辋侧的多个偏折装置(2)和在轮毂侧的多个偏折装置(4),
其中,在轮辋侧的偏折装置(2)和在轮毂侧的偏折装置(4)围绕所述偏折装置(2、4)的轮廓(10)的内部布置,
其中,在第一步骤中,连续的纤维束(111)被缠绕在轮辋侧偏折装置(2)的至少一部分上,成为纤维卷(3),并且在第二步骤中,在上述缠绕之后,轮毂侧偏折装置(4)的至少一部分在所述轮廓(10)的内部的方向上被移位,从而使所述纤维卷(3)变形为星形,使得由所述纤维卷(3)的一些部分在轮毂侧偏折装置(4)与轮辋侧偏折装置(2)之间形成辐条(12),其中所述辐条(12)构成封闭的辐条星(5)的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述轮辋侧偏折装置(2)的至少一部分相对于所述轮廓(10)的内部在其径向位置上被移位到所述纤维卷(3)的变形过程的起始位置,以调节要生产的所述辐条星(5)的尺寸。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述轮辋侧偏折装置(2)的至少一部分相对于所述轮廓(10)的内部在其径向位置上被从缠绕中心(W)移位。
4.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于,所述轮辋侧偏折装置至少在所述纤维卷的缠绕方向上或至少在周向方向上围绕所述轮廓(10)的内部被移位,使得辐条星(5)的至少一个辐条径向地定向。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述轮辋侧偏折装置至少在所述纤维卷的缠绕方向上或至少在周向方向上围绕缠绕中心(W)被移位。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,连续纤维束的轮辋卷(6)被缠绕在所述辐条星(5)的外周上,所述轮辋卷(6)构造为轮辋(14)或轮辋(14)的一部分。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,偏折装置(2、4)设计成能够绕旋转轴线(D)旋转并且在其外周上设置有螺旋形凹槽(26),所述纤维卷(3)放置在所述螺旋形凹槽(26)中,所述旋转轴线(D)在所述螺旋形凹槽(26)的内部延伸,并且所述偏折装置(2、4)被旋转,以使所述纤维卷(3)在所述偏折装置(2、4)的外周上沿所述旋转轴线(D)的方向移动。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述辐条星(5)的轮辋侧抵靠辐条星成形装置(7)放置,所述轮辋卷(6)的内侧抵靠轮辋卷成形装置(8)放置。
9.一种用于通过连续纤维生产辐条星(5)的生产装置(100),其特征在于,所述生产装置(100)包括下列各项:
多个轮辋侧偏折装置(2)和多个轮毂侧偏折装置(4),每个偏折装置均被设置成接收纤维卷(3),并且在纤维卷(3)的变形开始时围绕所述偏折装置(2)的轮廓(10)的内部布置;以及
用于所述轮毂侧偏折装置(4)的多个移位装置(20),通过所述移位装置(20),所述轮毂侧偏折装置(4)能够从变形开始时的位置沿所述轮辋侧偏折装置(2)的轮廓(10)的内部的方向被移位。
10.根据权利要求9所述的生产装置(100),其特征在于,至少一个移位装置(20)能够在布置所述偏折装置(2、4)的表面(1)中枢转。
11.根据权利要求10所述的生产装置(100),其特征在于,至少一个移位装置(20)能够在布置所述偏折装置(2、4)的表面(1)中围绕所述轮廓(10)的内部的一个点枢转。
12.根据权利要求11所述的生产装置(100),其特征在于,至少一个移位装置(20)能够在布置所述偏折装置(2、4)的表面(1)中围绕缠绕中心(W)枢转。
13.根据权利要求9或10中的一项所述的生产装置,其特征在于,多组轮辋侧偏折装置(2)和多组轮毂侧偏折装置(4)围绕所述轮廓(10)的内部沿缠绕方向相接续,其中一组包括至少一个偏折装置(2、4)。
14.根据权利要求13所述的生产装置,其特征在于,多组轮辋侧偏折装置(2)和多组轮毂侧偏折装置(4)围绕所述轮廓(10)的内部沿缠绕方向相接续,其中一组包括至少两个偏折装置(2、4)。
15.根据权利要求14所述的生产装置,其特征在于,多组轮辋侧偏折装置(2)和多组轮毂侧偏折装置(4)围绕所述轮廓(10)的内部沿缠绕方向相接续,其中一组包括多于两个的偏折装置(2、4),并且,一个轮毂侧偏折装置(4)跟在两个轮辋侧偏折装置(2)后面。
16.根据权利要求9所述的生产装置(100),其特征在于,偏折装置(2、4)包括螺旋形凹槽(26),并且设计成能够绕理论旋转轴线(D)旋转,其中纤维卷(3)在缠绕状态下包绕所述旋转轴线(D)。
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