CN117529410A - 复合轮的面部到轮辋加强连接件 - Google Patents

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蒂莫西·科比特
阿什利·詹姆斯·登米德
伊登·夸克
马库斯·普雷瑟
尼古拉斯·泰勒
巴里·特里皮特
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Abstract

一种复合轮的辐条到轮辋加强连接件,复合轮具有:轮辋部分,轮辋部分包括成形环部,成形环部围绕复合轮的中心旋转轴线形成并且具有围绕中心轴线并且围绕轮辋部分周向地延伸的周向轴线;以及面部部分,面部部分包括大致圆形轮毂和多个辐条,多个辐条沿相对于周向轴线大致径向地延伸的辐条轴线延伸,多个辐条在轮辋部分和轮毂之间延伸以使轮辋部分和轮毂互连,每个辐条具有向外延伸的面部表面、相对的后表面,以及面部表面和后表面之间的侧表面,轮辋部分中具有互补的轮辋纤维铺层,并且每个辐条中具有互补的辐条纤维铺层,辐条到轮辋加强连接件包括:至少一个辐条鞍座,包括座部和至少两个辐条腿,座部围绕辐条轴线,在辐条纤维铺层的端部部分周围和辐条纤维铺层的面部表面上延伸,至少两个辐条腿在辐条纤维铺层的侧面上延伸;以及至少两个轮辋翼片,每个轮辋翼片从辐条腿大致垂直于辐条轴线延伸,每个轮辋翼片构造为结合在复合轮的轮辋部分的轮辋纤维铺层中,其中,连接件包括连续主体,连续主体具有基本上垂直于辐条轴线延伸的纤维取向。

Description

复合轮的面部到轮辋加强连接件
优先权交叉引用
本申请要求2021年6月18日提交的澳大利亚临时专利申请2021901838号的优先权,该申请的内容应当理解为通过引用并入本说明书。
技术领域
本发明总体上涉及复合轮的面部(face)部分(及其辐条部分)与轮辋(rim)部分之间的连接架构。本发明特别适用于辐条到轮辋加强连接件(spoke to rim reinforcingconnector),该连接件位于复合轮的面部部分与轮辋部分之间的连接架构中,特别是用于车辆和/或飞机的碳纤维轮。因此,在下文中结合该示例性应用来公开本发明将是方便的。然而,应当理解的是,本发明不限于该应用,而是可以用于连接各种轮的面部部分与轮辋部分。
背景技术
以下对本发明背景的讨论旨在促进对本发明的理解。然而,应当理解的是,该讨论并不是承认或认可所涉及的任何材料在本申请的优先权日已经出版、已知或者是公知常识的一部分。
复合轮一般包括两个主要区段(section),即轮辋部分和面部部分。轮辋部分包括构造为接收并安置轮胎的大致环面或环形结构。面部部分包括用于将车轮固定至车辆的轮毂,以及在轮毂与轮辋之间延伸并将轮毂和轮辋互连的连接结构,诸如一系列辐条或轮辐。横向、竖直和扭转载荷通过轮胎传输至车轮的轮辋部分,然后在连接结构中产生弯曲和扭转应力。
本申请人已经生产出一种一件式复合轮,该复合轮例如在国际专利公开WO2010/025495A1和国际专利公开WO2019/033169A1号中进行了描述。一件式复合轮的制造一般需要使用独立的轮辋部分模具和相关联的加强件,以及面部部分模具和相关联的加强件。在最终的成型过程中将独立的轮辋模具部分和面部模具部分互连,从而允许一体地形成整个复合轮。需要在轮辋部分和面部部分之间提供刚性、坚固的连接部,特别是辐条和轮辋之间的连接部,以提供具有刚性和强度的机械有效结构,并且通过轮辋和辐条有效地传递轮胎和道路之间生成的载荷。
目前,在本申请人提出的复合轮中,这种连接部和载荷传递结构是通过使用插入辐条纤维铺层(spoke fibre layup)的端部之间,并且插入轮辋纤维铺层中的折叠翼片实现的。这些折叠翼片结合在轮辋纤维铺层的相邻层中,以将层压结构保持在一起。这种连接部的一种形式在本申请人的国际专利公开WO2014/165895A9号中有详细描述,该专利公开的内容通过引用并入本说明书。
然而,本申请人提出的车轮的纤维铺层目前不具有用于在轮辋部分与辐条后部的部分(例如复合轮的辐条半径后部的面部结构)之间传递载荷的特定或有效装置。复合轮上的某些载荷条件不能提供从轮辋部分经辐条到车辆的轮安装件的最佳载荷传递,因而可能会在辐条中产生高应力区域。
因此,期望提供一种复合轮的轮辋部分与面部部分之间的改进或替代连接部,特别是复合轮的辐条与轮辋之间的改进连接部。
发明内容
本发明的第一方面涉及一种加强连接件,该加强连接件用于复合轮的轮辋部分与面部部分之间的连接部,特别是复合轮的辐条与轮辋部分之间的连接部。
本发明的第一方面提供了一种复合轮的辐条到轮辋加强连接件,
复合轮具有:轮辋部分,轮辋部分包括成形环部(shaped annulus),成形环部围绕复合轮的中心旋转轴线形成并且具有围绕中心轴线并且围绕轮辋部分周向地延伸的周向轴线;以及面部部分,面部部分包括大致圆形轮毂和多个辐条,多个辐条沿相对于周向轴线大致径向地延伸的辐条轴线延伸,多个辐条在轮辋部分和轮毂之间延伸以使轮辋部分和轮毂互连,每个辐条具有向外延伸的面部表面、与之相对的后表面,以及面部表面和后表面之间的侧表面,
轮辋部分内具有互补的(complementary)轮辋纤维铺层,并且每个辐条中具有互补的辐条纤维铺层,
辐条到轮辋加强连接件包括:
至少一个辐条鞍座,其包括:座部和至少两个辐条腿,座部围绕辐条轴线,在辐条纤维铺层的端部部分周围和辐条纤维铺层的面部表面上延伸,至少两个辐条腿在辐条纤维铺层的侧面上延伸;以及
至少两个轮辋翼片,每个轮辋翼片从辐条腿大致垂直于辐条轴线延伸,每个轮辋翼片构造为结合在复合轮的轮辋部分的轮辋纤维铺层中,
其中,连接件包括连续主体(continuous body),连续主体具有基本上垂直于辐条轴线延伸的纤维取向。
因此,本发明的辐条到轮辋加强连接件具有位于复合轮的纤维铺层内的连续构造,该连续构造开始于轮辋(第一轮辋翼片),包绕辐条的侧面(sides)和面部(辐条鞍座(spoke saddle)),最后返回轮辋(第二轮辋翼片)。辐条到轮辋连接件的构造使得复合轮能够被构造为与穿过轮辋到辐条连接部的载荷路径实现纤维对准(fibre alignment),从而利用在复合轮的轮辋和面部结构之间帮助有效传递载荷的主体加强辐条到轮辋连接部。
连接件的纤维取向(fibre orientation)基本上垂直于辐条鞍座中的辐条轴线以及和连接件上的轮辋翼片。连接件优选具有从连接件穿过、基本上垂直于辐条轴线延伸的连续的纤维取向。因此,连接件可以具有贯穿连接件构造的连续的纤维取向:开始于轮辋纤维铺层(轮辋翼片),包绕辐条纤维铺层的面部(辐条鞍座),最后返回轮辋纤维铺层(轮辋翼片)。
应当理解的是,复合轮的特定区段的纤维铺层(例如辐条纤维铺层和轮辋纤维铺层)是该特定区段的被形成(即铺设(laid up))为在其中提供形状、构造和加强结构的组成纤维架构。纤维铺层一般以特定区段的底层形状(underlying shape)提供,并且包括以下形式的纤维:预浸料、半浸料、织造或非织造织物、垫、预制件(包括定制纤维布置预制件)、预固结预制件形式、单个或成组纤维、丝束、丝束-预浸料或类似物(如下文所述)、插入件及类似物。纤维一般取向为提供适合复合轮的特定区段要求的适当的加强和/或载荷传递结构。
辐条到轮辋加强连接件优选由成形(shaped)片材材料形成,构造为接合并集成在复合轮的相邻轮辋部分和辐条段的纤维铺层中,同时提供与穿过轮辋到辐条连接部的载荷路径的适当纤维对准。因此,每个区段可以由大致平面主体(planar body)形成,优选由片材材料形成,更优选由成形片材材料形成。例如,辐条鞍座优选地包括平面主体,该平面主体包绕辐条的辐条纤维铺层的端部部分的侧面和面部表面。类似地,每个轮辋翼片优选地包括大致平面主体,该大致平面主体构造为与复合轮的轮辋部分的轮辋纤维铺层的环形主体大致平行地对准。
每个轮辋翼片构造为集成在复合轮的轮辋部分的轮辋纤维铺层中。因此,每个轮辋翼片的大致平面主体可以包括平坦面部,平坦面部定向为与辐条腿的平坦面部成大约90度,轮辋翼片与辐条腿的平坦面部相连并从辐条腿的平坦面部延伸。
每个轮辋翼片还优选地构造为包绕每个辐条纤维铺层的后表面,以完成围绕辐条纤维铺层的覆盖,以及从每个辐条下方的轮辋纤维铺层开始,穿直每个辐条纤维铺层的后表面的覆盖。这种构造使得辐条的后表面与轮辋部分之间纤维对准,以适应在该区域中穿过轮辋到辐条连接部的载荷路径。在这些实施例中,每个轮辋翼片构造为在复合轮的辐条纤维铺层的后表面下方抵接与之相邻的轮辋翼片。(彼此)邻接的轮辋翼片优选地构造为形成连续覆盖件,该连续覆盖件在复合轮的辐条的后表面下方的轮辋纤维铺层区段上延伸。
为了促进载荷从每个辐条的轮辋部分传递至每个辐条的后表面,每个轮辋翼片优选地包括这样的辐条段(spoke section),该辐条段构造为沿轮辋纤维铺层的一部分延伸,该轮辋纤维铺层的一部分邻近复合轮的辐条纤维铺层的后表面并且位于后表面下方。通过将每个轮辋翼片的辐条段(优选地每个轮辋翼片的顶部段)构造为朝向辐条纤维铺层的后表面弯曲,可以进一步促进载荷传递。在此类实施例中,每个轮辋翼片的辐条段优选地弯曲以包绕辐条纤维铺层的后表面,以便于辐条段中的纤维取向从基本上垂直于辐条轴线过渡为更对准辐条轴线。
因此,轮辋翼片提供了铺设至复合轮的轮辋纤维铺层中的区段,以及开始过渡至辐条纤维铺层的后表面的至少一部分中并且包绕该至少一部分的另一部分(轮辋翼片的辐条段)。这有助于轮辋翼片的纤维取向从在轮辋部分中时基本上垂直于辐条轴线,到附接至和/或铺设在辐条的后表面中时更对准辐条轴线的弯曲过渡。总体上,连接件的纤维取向垂直于连接件的辐条鞍座(面部部分)中以及每个轮辋翼片的主体中的辐条轴线,但是之后可以设计为包绕辐条后部的至少一部分。这同样有助于在轮辋部分与每个辐条的后表面之间传递载荷。
因此,当连接件包括上述特征并且位于复合轮的纤维铺层中时,连接件具有完全环绕或包围该复合轮的辐条纤维铺层的端部段的构造。连接件的材料开始于轮辋纤维铺层(轮辋翼片)中的辐条的后部,包绕辐条纤维铺层的面部(辐条鞍座),最后返回轮辋中的辐条的后表面(轮辋翼片)下方的轮辋纤维铺层中,其中,两个轮辋翼片在该辐条的后表面下方抵接或以其他方式邻接。
辐条到轮辋加强连接件可以具有能够接合并集成在复合轮的邻接轮辋纤维铺层和辐条纤维铺层中的任何适当形状和构造。
辐条鞍座围绕辐条轴线在辐条纤维铺层的端部部分周围延伸,优选地相对于辐条轴线大致周向地延伸。因此,辐条鞍座可以包括大致弯曲平面片材,该片材优选地在辐条纤维铺层上形成大致拱形形状。在一些实施例中,每个辐条鞍座的辐条座包括顶部段,顶部段成形为覆盖辐条纤维铺层顶面的靠近辐条与轮辋部分连接处的部分,辐条座的顶部段具有大致矩形或梯形形状。
每个辐条鞍座位于辐条纤维铺层的近端处且跨过所述近端,辐条纤维铺层位于复合轮的轮辋部分与辐条部分之间的界面处。因此,连接件位于辐条纤维铺层的外侧端处,在该外侧端处,需要在轮辋和面部结构之间传递载荷。
每个辐条腿在辐条纤维铺层的一侧上延伸,并且优选大致垂直地远离辐条的辐条纤维铺层的面部表面。因此,至少两个辐条腿中的每个辐条腿在辐条纤维铺层的相对侧上延伸,确保每一侧均由至少一个辐条腿覆盖。与辐条座一样,辐条腿优选包括在辐条的辐条纤维铺层侧面上延伸的大致平面主体,优选为成形片材。在一些实施例中,每个辐条鞍座的辐条腿具有大致三角形形状。
辐条腿可以另外包括至少一个边缘凸缘部分(edge flange portion),该至少一个边缘凸缘部分构造为以一定角度从辐条腿的面部向外,朝复合轮的轮辋纤维铺层延伸。边缘凸缘部分有助于复合轮的轮辋部分与辐条侧表面的面部结构之间的载荷传递,连接件结合在边缘凸缘部分中。
轮辋翼片优选地包括大致平面主体,优选地为成形片材。在许多实施例中,每个轮辋翼片包括连接至梯形辐条段的大致矩形主体。每个轮辋翼片通过接头连接至辐条鞍座的相应的辐条腿,每个轮辋翼片围绕该接头相对于辐条腿的面部成80至100度之间、优选约90度的角度。每个接头优选地包括至少一个折叠线或弯曲线。应当理解的是,接头优选地包括位于连接至辐条座的各轮辋翼片之间的一体式接头(integraljoint)。该接头一般包括在形成辐条到轮辋加强连接件的连续材料或主体中形成的两个部件之间的弯曲或过渡线。
辐条到轮辋加强连接件可以由单轴向织物形成,例如切割形成。在这些实施例中,辐条到轮辋加强连接件包括织物片、优选单轴向碳纤维织物片。辐条到轮辋加强连接件通常形成为由单片或单层(ply)材料形成的整体。在一些实施例中,辐条到轮辋加强连接件可以由一起预成形为三维形状的多个层形成。辐条到轮辋加强连接件优选地包括一体式或连续的单轴向碳纤维织物。
在一些实施例中,辐条鞍座和轮辋翼片可以在一体式材料片中形成。在其他实施例中,辐条鞍座和轮辋翼片可以形成为物理互连(例如缝合或编织在一起)的单独区段。在每层的第一区段和第二区段由织物形成、织物端部被编织、缝合在一起或以其他方式联结以强化这些区段之间的层内结合的实施例中,这种互连是有利的。
虽然可以使用若干单轴向织物布置,诸如缝合或纬编稳定的单轴向织物,但轮辋到辐条连接件的优选布置包括具有期望形状和纤维取向的至少一个定制纤维预制件。优选地,辐条到轮辋加强连接件包括定制纤维放置(Tailor Fibre Placement,TFP)预制件。TFP预制件使用定制纤维放置技术,以实现最佳纤维对准和厚度改变。这确保了在整个预成形和铺层操作中保持纤维方向。TFP还提供了层厚度上更大的灵活性。TFP允许在平坦的切割层中不可能实现的纤维对准。辐条到轮辋加强连接件通常形成为由单层材料形成的整体。然而,应当理解的是,在一些实施例中,辐条到轮辋加强连接件也可以由两个或更多个、优选多个材料层形成,每个材料层均具有上述构造。
本发明的第二方面提供了一种具有纤维铺层的复合轮的轮辋部分与面部部分之间的连接部,该连接部包括根据本发明第一方面的至少一个辐条到轮辋加强连接件。
辐条到轮辋加强连接件优选地位于辐条纤维铺层的外侧端处,在该外侧端处,需要在轮辋和辐条的面部结构之间传递载荷。辐条纤维铺层的外侧端部位于复合轮的轮辋部分与辐条的交叉点附近。
应当理解的是,辐条纤维铺层可以包括各层内的根据本发明第一方面的一个或多个辐条到轮辋加强连接件。在一些实施例中,复合轮的轮辋部分与面部部分之间的连接部的纤维铺层具有根据本发明第一方面的至少两个辐条到轮辋加强连接件。在一些实施例中,铺层中包括多个辐条到轮辋加强连接件。在一些实施例中,多个辐条到轮辋加强连接件(单层或多层构造)可以设置在纤维铺层中的不同点位处。例如,三个辐条到轮辋加强连接件可以设置在辐条纤维铺层的底部、中部和顶部。
当辐条到轮辋加强连接件位于复合轮的轮辋部分与面部部分之间的连接部中时,复合轮的纤维铺层优选地是未灌注或预浸渍的,即仅具有无树脂的干纤维。轮辋部分和面部部分中的每一者优选至少部分未固化,并且优选在制备连接部的过程中基本上不固化。因此,在形成复合轮的树脂注射和固化过程之前,复合轮的轮辋部分与面部部分之间的连接部可以集成在复合轮的轮辋部分的纤维铺层和面部部分的纤维铺层中。当进行成型(通常为RTM成型工艺(见下文))时,连接部还包括包封连接部的纤维铺层的基体材料。类似地,基体材料包封复合轮的纤维铺层。基体材料优选地包括基于不饱和聚酯、聚氨酯、聚乙烯酯、环氧树脂、热塑性塑料、类似化合物或其组合的树脂。
本申请人提出的复合轮优选形成为一体成形复合轮,其中,复合轮的轮辋部分和面部部分一体形成并连接在一起。因此,复合轮的连接部分也优选地与复合轮一体形成。
本发明的第三方面提供了一种复合轮,包括根据本发明第一方面的辐条到轮辋加强连接件。
本发明的第四方面提供了一种复合轮,包括根据本发明第二方面的连接部。
在本发明的第三方面和第四方面中,复合轮优选地包括碳纤维轮。
在一些实施例中,本发明的第四方面可以提供一种复合轮,该复合轮具有:轮辋部分,轮辋部分包括成形环部,成形环部围绕复合轮的中心旋转轴线形成并且具有围绕中心轴线并且围绕轮辋部分周向地延伸的周向轴线;以及面部部分,面部部分包括大致圆形轮毂和多个辐条,多个辐条沿相对于周向轴线大致径向地延伸的辐条轴线延伸,多个辐条在轮辋部分和轮毂之间延伸以使轮辋部分和轮毂互连,每个辐条具有向外延伸的面部表面、相对的后表面,以及面部表面和后表面之间的侧表面,
其中,轮辋部分中具有互补的轮辋纤维铺层,并且每个辐条中具有互补的辐条纤维铺层,
并且其中,复合轮包括具有纤维铺层的复合轮的轮辋部分与面部部分之间的连接部,该连接部包括辐条到轮辋加强连接件,该连接件包括:
至少一个辐条鞍座,包括座部和至少两个辐条腿,座部在辐条纤维铺层的端部部分周围和辐条纤维铺层的面部表面上延伸,并且至少两个辐条腿在辐条纤维铺层的侧面上延伸;以及
至少两个轮辋翼片,每个轮辋翼片从辐条腿大致垂直于辐条轴线延伸,每个轮辋翼片构造为结合在复合轮的轮辋部分的轮辋纤维铺层中,
其中,连接件包括连续主体,连续主体具有基本上垂直于辐条轴线延伸的纤维取向。
本发明中可以使用各种各样的纤维,包括但不限于选自由以下各项构成的组的纤维:碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、合成纤维(诸如丙烯酸、聚酯、PAN、PET、PE、PP或PBO纤维等)、生物纤维(诸如大麻、黄麻、纤维素纤维等)、矿物纤维(例如,岩棉等)、金属纤维(例如,钢、铝、黄铜、红铜等)、硼纤维或及任意组合。
一旦成型并形成为复合轮,连接部、轮辋部分和面部部分就包括基体材料,诸如树脂、金属和纤维。纤维可以以任何适当形式提供,包括预浸料、半浸料、织造或非织造织物、垫、预制件、预固结预制件、单个或成组纤维、丝束、丝束-预浸料等。在连接部的铺层(直到基体材料的固结和/或凝固、固化等之前的时刻为止进行准备)期间,在包括纤维的层(例如预浸料或半浸料)中或者在包括纤维的层之间不需要包含基体材料。然而,基体材料应该在发生凝固之后形成连续的基体。
应当理解的是,包括根据本发明第一方面的辐条到轮辋连接件的复合轮可以通过任何适当工艺形成。该过程可以是手工铺层过程、自动化铺层过程或手工和自动化过程的组合。
因此,本发明在第五方面中提供了一种复合轮的轮辋部分与面部部分的连接方法,包括:
形成具有选定碳纤维铺层的面部部分纤维铺层,该选定碳纤维铺层包括大致圆形轮毂和多个辐条,多个辐条沿辐条轴线从轮毂和用于互连的连接元件延伸,进入轮辋部分纤维铺层;
提供环形模具,环形模具具有环形模具面部,环形模具面部成形为提供轮辋部分的设计构造;
将复合轮的轮辋纤维铺层与复合轮的面部部分纤维铺层之间的连接元件定位在环形模具面部上;
将根据本发明第一方面的辐条到轮辋连接件定位在连接元件周围,将每个连接件的辐条鞍座定位在每个辐条的纤维铺层的端部部分上,并且将每个轮辋翼片与复合轮的轮辋纤维铺层对准;以及
形成轮辋部分纤维铺层,以将每个轮辋翼片结合在其中。
应当理解的是,轮辋部分和面部部分可以如本申请人提交的国际专利公开WO2019/033169A1号中所教导的那样形成,该专利公开的内容应当理解为通过引用并入本文。
连接部的纤维优选地被注入和/或浸渍有基体材料,然后固化和/或凝固。因此,该方法优选地还包括以下步骤:
提供与连接部的每一层接触的基体材料;以及
固化连接部。
应当理解的是,基体材料和相关联的部件(诸如连接部、轮或类似物)的固化包括固化、凝固、干燥或类似过程。
复合轮优选地形成为单件式主体。这通常涉及同时注入和/或浸渍基体材料,然后使复合轮的每个部分固化、凝固等。在此类实施例中,轮辋部分和面部部分中的每一者优选地在制备连接部期间至少部分地被固化。连接部分优选地与复合轮一体形成。在此类实施例中,轮辋部分和面部部分中的每一者优选地在制备位于其间的连接部期间至少部分地被固化。因此,该方法优选地进一步包括以下步骤:
同时提供与轮的轮辋部分和面部部分中的每一者接触的基体材料;以及
使轮的轮辋部分和面部部分同时固化。
在基体材料包括树脂的情况下,多种树脂输送系统可以用于第二方面的方法。在一些实施例中,树脂的至少一部分由树脂灌注和/或树脂传递成型和/或真空辅助树脂传递成型来提供。
一旦成型并形成为复合轮,轮辋部分和面部部分以及位于其间的连接部就包括基体材料,诸如树脂、金属和纤维。在连接部的铺层(直到基体材料的固结和/或凝固、固化等之前的时刻为止进行准备)期间,在包括纤维的层(例如预浸料或半浸料)中或者在包括纤维的层之间不需要包含基体材料。然而,基体材料应该在发生凝固之后形成连续的基体。
在包括纤维的两个相邻层中或之间不需要包含基体材料。在优选实施例中,在这种情况下,可以在这种成对的层中的至少一些之间设置粘结剂,以至少临时地且至少部分地固定包括纤维的相邻层。
连接部、轮辋部分和/或面部部分的纤维优选地被注入和/或浸渍有基体材料,然后进行固化、凝固等。因此,连接部优选地进一步包括包封组成纤维的基体材料。可以使用任何适当的基体材料。在一些实施例中,使用树脂。树脂优选地基于不饱和聚酯、聚氨酯、聚乙烯酯、环氧树脂、热塑性塑料、类似化合物或其组合。在优选实施例中,树脂是基于环氧树脂的。
复合轮的碳纤维铺层优选地设置为以下至少一个:预浸料、半浸料、织造或非织造织物、垫、预制件、预固结预制件、单个或成组纤维、丝束、或丝束-预浸料。复合轮的纤维铺层的纤维元件可以设置为至少一个织物片、优选多轴向织物。然而,应当理解的是,层可以具有任何适当的编织或形式,例如平纹织层或斜纹织层。
应当理解的是,预浸料是指基本上或完全浸渍的纤维、纤维丝束、织造或非织造织物等的集合。类似地,应当理解的是,半浸料是指部分浸渍的纤维或纤维丝束的集合。部分浸渍提供了对在固结和/或固化期间穿过或沿着干纤维的气体的加强的去除。半浸料的一个示例是部分浸渍的纤维层。
应当理解的是,织造或非织造织物是基本上干燥的(即没有被诸如树脂之类的基体材料浸渍的)独立纤维或纤维丝束的集合。还应当理解的是,纤维丝束是大量独立纤维(例如1000根、10000根或100000根纤维)的束。丝束浸料是至少部分浸渍的纤维丝束。
铺层材料通常用树脂灌注,使得树脂渗透并穿过材料。复合轮包括一旦成型并形成复合轮的树脂(其将纤维和其他组成材料粘结在一起)。在铺层(直到树脂固结和/或凝固、固化等之前的时刻为止进行准备)期间,在包括纤维的层(例如预浸料或半浸料)中或者在包括纤维的层之间不需要包含树脂。然而,树脂应该在发生凝固之后形成连续的基体。
应当理解的是,树脂和相关联的部件(诸如复合轮或筋膜层)的固化包括固化、凝固、干燥或类似过程。
可以使用多种树脂输送系统。在一些实施例中,至少部分树脂通过树脂灌注和/或树脂传递成型和/或真空辅助树脂传递成型提供。因此,筋膜层可以通过本领域已知的各种基于树脂的成型系统形成。一种优选的系统是树脂传递成型(RTM)。
复合轮的纤维铺层的纤维和纤维元件主要包括碳纤维。然而,应当理解的是,本发明的复合轮的纤维铺层中还可以包括各种其他或替代纤维,包括但不限于选自由以下各项构成的组的纤维:玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、合成纤维(诸如丙烯酸、聚酯、PAN、PET、PE、PP或PBO纤维等)、Kevlar纤维、生物纤维(诸如大麻、黄麻、纤维素纤维等)、矿物纤维(例如,岩棉等)、金属纤维(例如,钢、铝、黄铜、红铜等)、硼纤维或它们的任何组合。在优选实施例中,纤维包括碳纤维或碳纤维与一种或多种上述类型纤维的混合物。
纤维元件可以以任何适当形式提供,包括预浸料、半浸料、织造或非织造织物、垫、预制件、预固结预制件、单个或成组纤维、丝束、丝束-预浸料等。在一些实施例中,纤维元件设置为至少一个织物片、优选多轴向织物。在连接部的铺层(直到树脂的固结和/或凝固、固化等之前的时刻为止进行准备)期间,在包括纤维的层(例如,预浸料或半浸料)中或者在包括纤维的层之间不需要包含树脂。然而,树脂应该在发生凝固之后形成连续的基体。
应当理解的是,本文中的术语“复合材料”表示包括固化或未固化的纤维的任何类型的复合材料,而与结构是否分层无关。此外,固化或未固化的预制件和预固结的预制件是复合材料和主体的重要子组。
还应当理解的是,“固化的复合纤维材料”中的术语“固化”表示复合纤维材料已经经历至少部分固化过程以硬化、固化或凝固复合纤维材料中的可固化树脂。
附图说明
现在将参照附图描述本发明,附图示出了本发明的特定优选实施例,其中:
图1是根据本发明一个实施例的复合轮的透视图,该复合轮包括位于其面部部分与轮辋部分之间的连接部,该连接部包括辐条到轮辋加强连接件。
图2是图1所示的复合轮的轮辋到面部连接区域的更详细视图。
图3A提供了根据本发明实施例的辐条到轮辋连接件的透视图,该连接件设置在图1和图2所示的复合轮的辐条和轮辋纤维铺层中。
图3B提供了图3A所示的辐条到轮辋连接件的横截面透视图,其中进一步示出了连接件在复合轮的辐条和轮辋纤维铺层中的位置。
图3C提供了图3A和3B所示的辐条到轮辋连接件的另一透视图,其中进一步示出了连接件在复合轮的辐条和轮辋纤维铺层中的位置。
图4提供了图3A至3C所示的辐条到轮辋连接件的透视图。
图5A提供了根据本发明实施例形成辐条到轮辋加强连接件的定制纤维放置预制件的定制纤维构造示意图。
图5B提供了根据本发明实施例形成辐条到轮辋加强连接件的成形单轴向碳纤维织物片的示意图。
具体实施方式
首先参见图1,图中示出了复合轮100的透视图,包括集成在辐条到轮辋连接部110内的根据本发明的辐条到轮辋加强连接件300(图3A和图4)。所示的复合轮100已经由申请人开发,形成为单件主体。复合轮100的一般制造过程在国际专利公开WO2010/025495A1和国际专利公开WO2019/033169A1号中进行了描述,上述专利公开的内容应当理解为通过引用并入本说明书。
所示的复合轮100包括两个主要区段:
A)轮辋部分102,轮辋部分102包括环形结构,该环形结构围绕车轮轴线X-X(图1)周向地延伸,轮胎(未示出)安装在该环形结构上;以及
B)面部部分104(图2),面部部分104包括圆形轮毂106和一系列辐条108。轮毂106包括五个紧固孔107,这些紧固孔构造为容纳紧固螺栓(未示出),这些紧固螺栓用于将车轮固定至车辆的轮安装件。辐条108包括细长臂,细长臂的一端连接至轮毂106,另一端连接至轮辋部分102,并且大致沿着并围绕辐条轴线S-S(图1和图3)延伸。每个辐条108具有向外延伸的面部表面130、相对的后表面132和侧表面134。应当理解的是,虽然所示的轮毂106和轮构造具有五个紧固孔,但是复合轮100的轮毂106也可以具有其他构造,例如具有不同数量的紧固孔(例如四个、六个或更多个),或者可以包括具有中心紧固孔的中心锁定轮。
轮辋部分102中具有互补形状和构造的(complementary shaped andconfigured)纤维铺层,并且面部部分104及其包含的辐条108中具有互补形状和构造的纤维铺层。纤维铺层提供了加强的骨架和纤维结构,复合轮100可以围绕该结构成型,并且纤维铺层反映了碳纤维轮的上述区段的表面和形状。因此,在本专利说明书中,轮辋部分102、面部部分104和辐条108的纤维铺层的部件和位置将在复合轮100的组成部件的上下文中进行描述。
如国际专利公开WO2010/025495A1号中所描述的,这种成型的单件复合轮100的形成需要使用单独的轮辋部分模具(未示出)和面部部分模具(未示出)。
在一些实施例中,在使用时,轮辋部分102通过铺设第一组纤维形成,第一组纤维通常实现为安置在轮辋部分模具中的加强织物,并且面部部分104通过单独地铺设第二组纤维形成,第二组纤维通常实现为安置在面部部分模具中的加强织物。然后,在组合模具中将来自轮辋部分模具和面部部分模具的加强织物组装在一起,其中,分开的部分在连接点110处互连,其中,轮辋部分102与面部部分104之间的连接借助加强件来铺设。在形成连接之后,将树脂注入和/或浸渍到车轮100的轮辋部分102、面部部分104中的每一者的加强件中,然后允许树脂固化以形成成型的单件车轮100。
应当理解的是,在其他实施例中,轮辋部分102可以形成为由以下层交替形成的堆叠层压体:由至少一个环形包绕的细长纤维丝束形成的环向丝束层;以及如申请人的国际专利公开WO2019/033169A1中所教导的斜交帘布层,该专利公开的内容应当理解为通过引用并入本说明书中。如在说明书中所描述的,在铺设轮辋部分102的同时,面部部分104与轮辋部分102互连。在面部部分104铺层完成之后,还铺设轮辋部分102的纤维铺层,使得可以在轮辋部分102的纤维铺层中直接包括面部部分104与102之间的连接部。如WO2019/033169A1中所描述的,使用连接区段或翼片一起铺设面部部分104。来自面部部分104铺层的连接区段铺设到轮辋部分的纤维铺层上和纤维铺层内,以形成轮辋部分到面部部分的互连。
轮辋部分102和面部部分104之间的机械有效连接部,特别是每个辐条到轮辋连接部110,对于为车轮100提供刚度和强度来说是重要的。在这一方面,横向、竖直和扭转载荷通过轮胎传输至车轮100的轮辋部分102。这些载荷通过辐条108传输弯曲和扭转应力,这些弯曲和扭转应力需要在每个辐条到轮辋连接部110处有效地分解。
通过使用本发明的辐条到轮辋加强连接件300加强复合轮100的轮辋部分102的轮辋加强件和面部部分104的辐条108的面部加强件的互连,形成辐条到轮辋连接部110。该连接部110在图2和图3中更详细地示出。
首先参见图2,图中示出了图1所示的复合轮100的辐条到轮辋连接部110的更详细视图。在外部,连接区域110与轮辋部分102的外表面114一起定向,并且构造为融入该构造中。
现在参见图3和图4,图中示出了辐条到轮辋加强连接件300的一个实施例在图1和图2所示的复合轮100的轮辋部分102和面部部分104之间的连接部110内的定位示意图。所示的辐条到轮辋加强连接件300包括延伸穿过复合轮100的轮辋部分102和辐条段108的纤维铺层的相邻区段的下述两个不同区段:
(1)辐条鞍座310包绕辐条108的纤维铺层的端部段150。辐条鞍座310包括:顶部辐条座部分312,顶部辐条座部分312围绕辐条轴线S-S在辐条108的端部段150的纤维铺层周围大致周向地延伸,并且在辐条108的面部表面130的纤维铺层上延伸;以及至少两个辐条腿316,辐条腿316在辐条108的纤维铺层的侧面134上延伸,并且大致垂直地远离辐条108的面部表面130的纤维铺层;以及
(2)两个轮辋翼片320,轮辋翼片320从辐条鞍座310的辐条腿316大致垂直于辐条轴线S-S延伸,以与复合轮100的轮辋部分102的内表面140的纤维铺层对准。每个轮辋翼片320包括平坦面部322,平坦面部322定向为与辐条腿316的平坦面部321成约90度,轮辋翼片320与辐条腿316连接并从辐条腿316延伸。每个轮辋翼片320定位并构造为结合在复合轮100的轮辋部分102的纤维铺层中。
如图3A、3B和3C所示,每个辐条鞍座310位于辐条108的端部段150的纤维铺层处且跨过该纤维辅层,或位于该纤维辅层内部,该端部段150的纤维铺层位于复合轮100的轮辋部分102和辐条部分108之间的连接区域110处。每个辐条鞍座310可以位于端部段150的纤维铺层的所有层之上,或者可以结合在辐条108的端部段150的纤维铺层内的一个或多个层下方。在大多数情况下,辐条鞍座310设置为尽可能地靠近纤维铺层的顶层。因此,连接件300位于辐条108的纤维铺层的外侧端部处,在该外侧端部处,需要在轮辋和面部结构之间传递载荷。辐条到轮辋加强连接件300具有位于连接区域110的纤维铺层上和内的连续构造位置,该连续构造位置开始于轮辋部分102的内表面140(第一轮辋翼片320),包绕辐条108的面部表面130(辐条鞍座310),最后返回轮辋部分102的内表面140(第二轮辋翼片320)。如图3B和3C所示,辐条鞍座310集成在辐条108的端部部分150的纤维铺层中。
如图4中最佳示出的,辐条鞍座310和轮辋翼片320中的每一者由大致平面片材材料形成。然而,应当理解的是,在其他实施例中,辐条到轮辋加强连接件也可以由多个材料层形成,每个材料层均具有所描述和示出的构造。所示的辐条鞍座310包括平面主体,该平面主体包绕辐条108的端部段150的侧面134和面部表面130的纤维铺层。辐条鞍座310在辐条108的纤维铺层上形成大致拱形形状。所示的辐条鞍座310包括大致矩形形状(或者如果考虑靠近轮辋部分102的端部部分——可能略成梯形形状)的顶部段318,该顶部段成形为覆盖辐条107的面部表面130的纤维铺层的靠近辐条108与轮辋部分102的连接处的部分。每个辐条鞍座310的辐条腿316具有大致三角形形状。图3B示出了位于辐条段108的纤维铺层内的顶部段318。
如图3A和图4中最佳示出的,每个辐条腿316还包括一系列边缘凸缘部分319,这些边缘凸缘部分构造为以一定角度从辐条腿316的面部321向外,朝向复合轮100的轮辋部分102的内表面140的纤维铺层延伸。边缘凸缘部分319有助于在轮辋部分102与辐条108的侧表面134和辐条面部130之间传递载荷。
每个轮辋翼片320还包括大致平面主体,该大致平面主体构造为与复合轮100的轮辋部分102的环形主体的内表面140及其纤维铺层大致平行地对准。每个轮辋翼片320构造为集成在复合轮100的纤维铺层或轮辋部分102中。
所示的轮辋翼片320包括连接至梯形辐条段326的大致矩形主体324。每个轮辋翼片320通过形成为弯曲或折叠线的一体式接头330(图5A)连接至相应的辐条腿316,每个轮辋翼片320围绕接头330相对于辐条腿316的面部321成约90度的角度。
如图3B和3C所示,轮辋翼片320(更特别地,轮辋翼片320的大致矩形主体324)集成在轮辋部分102的纤维铺层中。类似地,辐条鞍座310集成在辐条108的端部部分150的纤维铺层中。
各轮辋翼片320的构造使得每个轮辋翼片320能够在每个辐条108的后表面132处包绕纤维铺层,以完成从每个辐条108的纤维铺层下方的轮辋部分102的内表面140的纤维铺层直到每个辐条108的后表面132的纤维铺层的围绕辐条108的覆盖。如图3A、3B和3C所示,每个轮辋翼片320构造为在辐条108的后表面132的纤维铺层下方抵接相邻的轮辋翼片320,以形成连续覆盖件。
每个轮辋翼片320的梯形辐条段326构造为朝辐条108(及其纤维铺层)的后表面132的纤维铺层弯曲,包绕后表面132的纤维铺层的至少一部分,从而允许辐条段326中的纤维取向(如图4中的弯曲箭头F7和F8所示)从基本垂直于辐条轴线S-S过渡为在辐条段326的远侧部分中更对准辐条轴线S-S。在一些实施例(未示出)中,辐条段326的远侧部分可以构造为与辐条108(及其纤维铺层)的后表面132对准。然而,在所示实施例中,辐条段326的远侧部分仅在到辐条108(及其纤维铺层)的后表面132的过渡曲线的中途终止。
连接件300内的纤维取向构造为使得组成纤维被定向为基本上垂直于形成连接件300的辐条鞍座310和轮辋翼片320中的辐条轴线S-S,如纤维方向箭头F1至F6(图4)所示。因此,连接件300具有从连接件300穿过、基本上垂直于辐条轴线S-S延伸的连续纤维取向:始于轮辋部分102(轮辋翼片320),包绕辐条108的面部(辐条鞍座310),最后返回轮辋部分102(轮辋翼片320)。此外,当考虑辐条段326的过渡纤维取向(F7和F8)时,连接件300的纤维取向垂直于连接件300的辐条鞍座310中的辐条轴线S-S。连接件300的纤维取向也垂直于轮辋翼片320的面部部分322中的辐条轴线S-S。然而,连接件300的纤维取向随后以下述方式包绕辐条半径的后部:纤维取向F7和F8过渡为在连接件300的轮辋翼片320的辐条段326中变得更对准辐条。
这种纤维取向可以以任何适当方式形成。示出纤维取向的连接件300的两个实施例在图5A和5B示出。
图5A示出了辐条到轮辋加强连接件300的定制纤维放置(TFP)预制件形式300A。该实施例使用定制纤维放置技术以实现最佳纤维对准和厚度改变,从而形成纤维铺层400。这确保了在整个预成形和铺层操作中保持纤维方向。
如图5B所示,辐条到轮辋加强连接件300B可以替代地由具有纤维方向F10的单轴向织物形成,该织物被切割为适当的形状和构造,然后成形为如图3和图4所示。可以使用任何适当的单轴向织物布置,诸如缝合或纬编稳定的单轴向织物。
如前所述,辐条到轮辋加强连接件通常形成为由单层材料形成的整体。然而,同样应当理解的是,在一些实施例中,辐条到轮辋加强连接件也可以由多个材料层形成,每个材料层均具有所描述的构造。
如前文所述,本申请人提出的如图1、图2、图3所示的复合轮100优选形成为一体成形复合轮,其中,复合轮100的轮辋部分102和面部部分104一体形成并连接在一起。连接部分110和其中的辐条到轮辋加强连接件300也与复合轮100一体形成。
所示的辐条到轮辋加强连接件300用于通过铺设复合轮100的轮辋部分102和面部部分104之间的连接部,来加强复合轮100的辐条到轮辋的连接部分110。
例如,如本申请人的国际专利公开WO2019/033169A1号中所描述的,使用包含在面部部分104铺层中,然后在后续铺层过程中集成在轮辋部分102铺层中的连接架构,将面部部分104与轮辋部分102互连。在面部部分104铺层完成之后,还铺设轮辋部分102的纤维铺层,使得可以在轮辋部分102的纤维铺层中直接包括面部部分104与102之间的连接部。面部部分104纤维铺层具有选定碳纤维铺层,该选定碳纤维铺层包括大致圆形轮毂106和从轮毂106沿辐条轴线S-S延伸的多个辐条108,以及连接区段或翼片(未示出)。来自面部部分104铺层的连接区段铺设到轮辋部分102的纤维铺层上和纤维铺层内,以形成轮辋部分到面部部分的互连。在该过程中,辐条到轮辋连接件300集成在面部部分104的铺层中。将每个连接件300的辐条鞍座310设置在期望的层(在许多情况下,靠近该铺层的顶层或上层)中每个辐条108的端部段150的铺层内,并且每个轮辋翼片320与复合轮100的轮辋部分102的纤维铺层对准。环形模具(未示出)被成形为提供轮辋部分102的设计构造,并且连接区段和轮辋翼片320铺设在环形模具中。然后,将轮辋部分102的纤维铺层和架构铺设为在其中结合各轮辋翼片320。
虽然所示实施例示出了将单个辐条到轮辋加强连接件300设置在复合轮100的辐条到轮辋连接的连接部分110中,但应当理解的是,面部部分104铺层中的辐条纤维铺层可以包括这些层内的一个或多个辐条到轮辋加强连接件300。在一些实施例中,铺层中包括多个辐条到轮辋加强连接件300。例如,三个辐条到轮辋加强连接件300可以分别设置在面部部分104的辐条纤维铺层的底部、中部和顶部。
轮辋部分102和面部部分104的纤维铺层或纤维架构包括多层结构。层数可以根据轮辋部分102的设计以及复合构件的尺寸和类型而显著地变化。在一些实施例中,可以使用一个或多个层,例如可以使用仅几个层,诸如4至10层,或4至20层,例如4层、6层、8层、10层、12层、14层、16层、18层或20层。在其他实施例中,需要更多的层,例如20层、30层、50层、100层或更多层,以获得轮辋部分102的期望质量和/或特性。
应当理解的是,在本发明中可以使用各种各样的纤维,包括但不限于选自由以下各项构成的组的纤维:碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、合成纤维(诸如丙烯酸、聚酯、PAN、PET、PE、PP或PBO纤维等)、生物纤维(诸如大麻、黄麻、纤维素纤维等)、矿物纤维(例如岩棉等)、金属纤维(例如钢、铝、黄铜、红铜等)、硼纤维或这些纤维的任何组合。在优选实施例中,纤维包括碳纤维。
每个碳纤维层中的纤维体积分数可以通过由具有选定纤维面重的材料形成各个层来控制。每层中的纤维面重为50至400g/㎡,优选180至250g/㎡,更优选180至220g/㎡,还更优选约200g/㎡。
所示的复合轮100(图1)预期形成为单件式主体。这涉及将基体材料(在示例性实施例中为树脂)同时注入和/或浸渍到包括轮辋部分102、面部部分104和连接部分110(包括辐条到轮辋加强连接件300)的所有部件中,然后使复合轮100的每个部分固化。所使用的树脂优选为基于环氧树脂的树脂。然而,应当理解的是,可以使用任何适当的树脂,例如不饱和聚酯、聚氨酯、聚乙烯酯、环氧树脂、热塑性塑料、类似的化合物或其组合。可以使用多种树脂输送系统,包括但不限于树脂灌注和/或树脂传递成型和/或真空辅助树脂传递成型。
因此,形成的复合轮100的轮辋部分102和面部部分104还包括包封堆叠层压体的纤维的基体材料,通常是基于不饱和聚酯、聚氨酯、聚乙烯酯、环氧树脂、热塑性塑料、类似的化合物或它们的组合的树脂。然而,应当理解的是,其他基体材料也可以是适用的。
在形成连接之后,将树脂注入和/或浸渍到车轮的轮辋部分102、面部部分104和连接部中的每一者的加强件中,然后允许其固化。
本领域技术人员将理解的是,本文描述的发明除了具体描述的那些实施例之外,还可以进行变化和修改。应当理解的是,本发明包括落入本发明的精神和范围内的所有这样的变型和修改。
在本说明书(包括权利要求书)中使用术语“包括”、“包含”、“包括有”或“包括了”时,它们应被解释为规定了所述特征、整数、步骤或部件的存在,但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、部件或其组合的存在。

Claims (31)

1.一种复合轮的辐条到轮辋加强连接件,
所述复合轮具有:轮辋部分,所述轮辋部分包括成形环部,所述成形环部围绕所述复合轮的中心旋转轴线形成并且具有围绕所述中心轴线并且围绕所述轮辋部分周向地延伸的周向轴线;以及面部部分,所述面部部分包括大致圆形轮毂和多个辐条,所述多个辐条沿相对于所述周向轴线大致径向地延伸的辐条轴线延伸,所述多个辐条在所述轮辋部分和所述轮毂之间延伸以使所述轮辋部分和所述轮毂互连,每个辐条具有向外延伸的面部表面、相对的后表面,以及所述面部表面和所述后表面之间的侧表面,
所述轮辋部分中具有互补的轮辋纤维铺层,并且每个辐条中具有互补的辐条纤维铺层,
所述辐条到轮辋加强连接件包括:
至少一个辐条鞍座,所述辐条鞍座包括座部和至少两个辐条腿,所述座部围绕所述辐条轴线,在所述辐条纤维铺层的端部部分周围和所述辐条纤维铺层的所述面部表面上延伸,所述至少两个辐条腿在所述辐条纤维铺层的侧面上延伸;以及
至少两个轮辋翼片,每个轮辋翼片从辐条腿大致垂直于所述辐条轴线延伸,每个轮辋翼片构造为结合在所述复合轮的所述轮辋部分的所述轮辋纤维铺层中,
其中,所述连接件包括连续主体,所述连续主体具有基本上垂直于所述辐条轴线延伸的纤维取向。
2.根据权利要求1所述的辐条到轮辋加强连接件,其中,所述连接件具有贯穿所述连接件、基本上垂直于所述辐条轴线延伸的连续的纤维取向。
3.根据权利要求1或2所述的辐条到轮辋加强连接件,其中,每个轮辋翼片包括大致平面主体,所述大致平面主体构造为与所述复合轮的所述轮辋部分的所述轮辋纤维铺层的所述环形主体大致平行地对准。
4.根据前述任一项权利要求所述的辐条到轮辋加强连接件,其中,所述辐条鞍座包括平面主体,所述平面主体包绕辐条的所述辐条纤维铺层的端部部分的侧面和面部表面。
5.根据权利要求4所述的辐条到轮辋加强连接件,其中,每个轮辋翼片的所述大致平面主体包括平坦面部,所述大致平面主体的平坦面部定向为与所述辐条腿的平坦面部成大约90度,所述轮辋翼片与所述辐条腿的平坦面部相连并从所述辐条腿的平坦面部延伸。
6.根据前述任一项权利要求所述的辐条到轮辋加强连接件,其中,每个轮辋翼片构造为在所述复合轮的所述辐条纤维铺层的后表面下方抵接相邻的轮辋翼片。
7.根据权利要求6所述的辐条到轮辋加强连接件,其中,邻接的轮辋翼片构造为形成连续覆盖件,所述连续覆盖件在所述复合轮的所述辐条的后表面下方的所述轮辋纤维铺层的区段上延伸。
8.根据前述任一项权利要求所述的辐条到轮辋加强连接件,其中,每个轮辋翼片包括辐条段,所述辐条段构造为沿所述轮辋部分的轮辋纤维铺层的邻近所述复合轮的所述辐条的后表面并且位于所述辐条的后表面下方的部分延伸。
9.根据权利要求8所述的辐条到轮辋加强连接件,其中,每个轮辋翼片的所述辐条段、优选每个轮辋翼片的顶部段,构造为朝所述复合轮的所述辐条纤维铺层的后表面弯曲。
10.根据权利要求8或9所述的辐条到轮辋加强连接件,其中,每个轮辋翼片的所述辐条段弯曲以包绕所述辐条纤维铺层的所述后表面,以便于所述辐条段中的所述纤维取向从基本上垂直于所述辐条轴线过渡为更对准所述辐条轴线。
11.根据前述任一项权利要求所述的辐条到轮辋加强连接件,其中,每个轮辋翼片包括连接至梯形辐条段的大致矩形主体。
12.根据前述任一项权利要求所述的辐条到轮辋加强连接件,其中,每个轮辋翼片通过接头连接至相应的辐条腿,每个轮辋翼片围绕所述接头相对于所述辐条腿的面部成80至100度之间、优选约90度的角度。
13.根据权利要求12所述的辐条到轮辋加强连接件,其中,每个接头包括至少一个折叠线或弯曲线。
14.根据前述任一项权利要求所述的辐条到轮辋加强连接件,其中,每个辐条鞍座包括大致弯曲、优选大致拱形的平面片材。
15.根据前述任一项权利要求所述的辐条到轮辋加强连接件,其中,每个辐条腿大致垂直地远离所述辐条的所述辐条纤维铺层的所述面部表面延伸。
16.根据前述任一项权利要求所述的辐条到轮辋加强连接件,其中,所述辐条腿包括至少一个边缘凸缘部分,所述至少一个边缘凸缘部分构造为以一定角度从所述辐条腿的所述面部向外,朝所述复合轮的所述轮辋纤维铺层延伸。
17.根据前述任一项权利要求所述的辐条到轮辋加强连接件,其中,每个辐条座位于所述辐条纤维铺层的近端处且跨过所述近端,所述辐条纤维铺层位于所述复合轮的所述轮辋部分与所述辐条部分之间的界面处。
18.根据前述任一项权利要求所述的辐条到轮辋加强连接件,其中,每个辐条鞍座的所述辐条腿具有大致三角形形状。
19.根据前述任一项权利要求所述的辐条到轮辋加强连接件,其中,每个辐条鞍座的所述辐条座包括顶部段,所述顶部段成形为覆盖所述辐条纤维铺层的顶面的靠近所述辐条与所述轮辋部分连接处的部分,所述辐条座的所述顶部段具有大致矩形或梯形形状。
20.根据前述任一项权利要求所述的辐条到轮辋加强连接件,其中,所述辐条到轮辋加强连接件包括织物片,优选为包括单轴向碳纤维织物片。
21.根据权利要求20所述的辐条到轮辋加强连接件,其中,所述辐条到轮辋加强连接件包括一体式或连续的单轴向碳纤维织物。
22.根据权利要求1至19中任一项所述的辐条到轮辋加强连接件,其中,所述辐条到轮辋加强连接件包括具有期望形状和纤维取向的至少一个定制纤维预制件。
23.根据权利要求22所述的辐条到轮辋加强连接件,其中,所述辐条到轮辋加强连接件包括定制纤维放置(TFP)预制件。
24.一种具有纤维铺层的复合轮的轮辋部分与面部部分之间的连接部,所述连接部包括至少一个根据前述任一项权利要求所述的辐条到轮辋加强连接件。
25.根据权利要求24所述的复合轮的轮辋部分与面部部分之间的连接部,其中,所述轮辋部分和所述面部部分中的每一者在制备所述连接部期间至少部分地被固化。
26.根据权利要求24或25所述的复合轮的轮辋部分与面部部分之间的连接部,其中,所述连接部还包括包封所述纤维铺层的基体材料。
27.根据权利要求26所述的复合轮的轮辋部分与面部部分之间的连接部,其中,所述基体材料包括基于不饱和聚酯、聚氨酯、聚乙烯酯、环氧树脂、热塑性塑料、类似化合物或其组合的树脂。
28.根据权利要求24至27中任一项所述的复合轮的轮辋部分与面部部分之间的连接部,其中,所述连接部分与所述复合轮一体形成。
29.一种复合轮,包括根据权利要求1至23中任一项所述的辐条到轮辋加强连接件。
30.一种复合轮,包括根据权利要求24至27中任一项所述的连接部。
31.根据权利要求29或30所述的复合轮,其中,所述复合轮包括碳纤维轮。
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