DE102018128223A1

DE102018128223A1 - Verbundfelge eines Fahrzeugrades und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE102018128223A1
Application number: DE102018128223.0A
Authority: DE
Inventors: Jeong Min CHO; Chi Hoon Choi; Young-Chan Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2018-05-25
Filing date: 2018-11-12
Publication date: 2019-11-28
Also published as: US20220314688A1; US11383550B2; US20190358994A1; KR20190134132A; KR102614130B1

Abstract

Verbundfelge eines Fahrzeugrades, aufweisend eine Mehrzahl von Verbundfolien (100), von welchen jede eine Gewebelage und ein Harz aufweist, wobei das Harz in der Gewebelage imprägniert ist, wobei die Mehrzahl der Verbundfolien (100) in mehreren Schichten aufgeschichtet sind, und Endabschnitte der jeweiligen Verbundfolien (100) in einer Umfangsrichtung des Rades einander kontaktieren, und wobei diskontinuierliche Grenzflächen der jeweiligen Verbundfolien (100) an den einander kontaktierenden Endabschnitten der jeweiligen Verbundfolien (100) und entlang einer Axialrichtung des Rades ausgebildet sind und nicht zueinander ausgerichtet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Felge eines Fahrzeugrades und ein Verfahren zur Herstellung derselben unter Verwendung von Verbundfolien mit einer Gewebelage und einem Harz, um das Gewicht der Felge zu reduzieren.
Im Allgemeinen ist ein Antriebsrad für ein Fahrzeug eine Anordnung eines Rades und eines Reifens und dient dazu, das Gewicht eines Fahrzeuges abzustützen, um eine Kraft, wie eine Antriebskraft und eine Bremskraft, zu übertragen und Stöße, die von der Fahrbahn übertragen werden, zu vermindern.
Zum Beispiel dient das Rad als eine Stützstruktur des Antriebsrades und wurde daher aus Stahl oder Aluminium mit guten mechanischen Eigenschaften geformt.
In den letzten Jahren wurden, da die Forderung zur Reduzierung des Gewichts von Fahrzeugen weiterbestanden hat, Untersuchungen zu einem Rad durchgeführt, das aus einem faserverstärkten Verbundstoff geformt ist, mit dem Ziel der Reduzierung des Gewichts eines Rades, das aus einem Metall geformt ist. Zum Beispiel wurden eine Speiche und eine Felge, welche das Rad bilden, aus einem faserverstärkten Verbundstoff und einem Hybrid-Typ geformt, bei welchem eine Speiche aus einem Metall, wie Stahl oder Aluminium, geformt wird, und nur eine Felge aus einem faserverstärkten Verbundstoff geformt wird und dann mit der Speiche gekuppelt wird.
1 ist eine Ansicht, die ein allgemeines Rad des Hybrid-Typs zeigt. Wie in 1 gezeigt, werden bei dem Rad des Hybrid-Typs 10 eine Speiche 20, die aus einem Metall geformt ist, und eine Felge 30, die aus einem faserverstärkten Verbundstoff geformt ist, separat hergestellt, und danach werden die Speiche 20 und die Felge 30 unter Verwendung eines Befestigungselements, wie einer Schraube, mechanisch miteinander gekuppelt. Die Felge ist aus einem faserverstärkten Verbundstoff geformt, welcher mit hochsteifen und hochfesten Fasern, wie Kohlenstofffasern, Glasfasern oder Aramidfasern, verstärkt ist.
Der faserverstärkte Verbundstoff, der bei der Felge verwendet wird, kann allgemein in einen diskontinuierlich faserverstärkten Verbundstoff, einen kontinuierlich faserverstärkten Verbundstoff oder einen diskontinuierlich/kontinuierlich faserverstärkten gemischten Verbundstoff unterteilt werden. Im Falle des diskontinuierlich faserverstärkten Verbundstoffs kann die Felge durch Formpressen oder Thermoplastspritzgießen unter Verwendung eines Plattenformverbundstoffs (SMC) geformt werden.
Im Falle des kontinuierlich faserverstärkten Verbundstoffs kann die Felge durch Aufschichten von Prepreg und Durchführen von Formpressen daran oder durch Aufschichten von Gewebelagen und Durchführen von Harztransferformen (RTM) daran geformt werden. Außerdem kann die Felge durch Wickeln kontinuierlicher Fasern und Imprägnieren derselben mit einem Harz geformt werden.
Der diskontinuierlich faserverstärkte Verbundstoff kann eine geringe mechanische Festigkeit und Steifigkeit haben und ist daher nachteilig im Hinblick auf die Reduzierung des Gewichts eines Rades im Vergleich zu dem kontinuierlichen faserverstärkten Verbundstoff bezüglich der erforderlichen Radeigenschaften.
Aus diesem Grunde kann in der bezogenen Technik der kontinuierlich faserverstärkte Verbundstoff verwendet werden, um sowohl das Gewicht zu reduzieren als auch der hohen mechanischen Festigkeit und der hohen Steifigkeit gerecht zu werden. Jedoch kann in dem Falle, in dem die Felge unter Verwendung des kontinuierlich faserverstärkten Verbundstoffs geformt wird, die Erzeugungsrate von Fehlern, wie Falten, während des kontinuierlichen Wickelns erhöht werden. Darüber hinaus können, wenn die Felge durch Aufschichten von Lagen aus diskontinuierlichem Gewebe geformt wird, Probleme, wie Schwierigkeiten beim Bearbeiten eines Schnittbereichs, fortlaufend auftreten.
Mit der Erfindung werden eine Verbundfelge eines Fahrzeugrades und ein Verfahren zur Herstellung derselben geschaffen, bei denen die Schwierigkeiten beim Bearbeiten eines Schnittbereichs vermieden werden, während ein reduziertes Gewicht, eine hohe mechanische Festigkeit und eine hohe Steifigkeit erzielt werden, wobei der Verbundstoff einen kontinuierlich faserstärkten Verbundstoff aufweist.
Nach einem Aspekt der Erfindung ist eine Felge eines Fahrzeugrades vorgesehen. Die Felge kann durch Aufschichten (bzw. Übereinanderschichten) einer Mehrzahl von Verbundfolien (bzw. Verbundlagen) geformt sein, die jeweils durch Imprägnieren kontinuierlicher Fasern mit einem Harz vorbereitet (bzw. aufbereitet oder angefertigt) ist, um eine Lage (bzw. eine Folie oder eine Schicht) zu bilden.
Die Fasern können zum Beispiel natürlich vorgesehene oder synthetisch erzeugte Substanzen oder Materialien sein, die eine viel größere Länge in einer Dimension von wenigstens 10mal, wenigstens 20mal, wenigstens 50mal, wenigstens 100mal, wenigstens 200mal, wenigstens 300mal, wenigstens 400mal oder wenigstens 500mal einer Breite oder eines Durchmessers davon haben können. Die Fasern können Eigenschaften bezogen auf die Längsrichtung, z.B. die entlang der Längsrichtung der Fasern ausgeübte Kraft geeignet bereitstellen.
Das Harz kann zum Beispiel ein flüssiges oder halbfestes Material sein, das natürlich vorgesehen ist oder synthetisch erzeugt wird, und die Harze können durch einen geeigneten Härtungsprozess, z.B. UV-Härten und thermisches Härten in Polymere umwandelbar sein. Das wie hierin verwendete Harz kann synthetische Harze mit einer oder mehreren Arten von härtbaren Monomeren geeignet aufweisen, welche nach der Bestrahlung von UV oder dem Aufbringen von Wärme polymerisiert werden können.
Jede von der Mehrzahl der Verbundfolien kann geeignet gleich oder anders als eine oder mehrere andere Verbundfolien sein. Eine Mehrzahl von Verbundfolien können zweckmäßigerweise wenigstens etwa 3 Lagen, 5 Lagen, 10 Lagen, 15 Lagen, 20 Lagen, 25 Lagen, 30 Lagen, 40 Lagen, 50 Lagen, 60 Lagen, 70 Lagen, 80 Lagen, 90 Lagen oder 100 Lagen enthalten.
Die Felge eines Fahrzeugrades kann eine Mehrzahl von Verbundfolien aufweisen, von welchen jede eine Gewebelage und ein Harz aufweisen kann. Vorzugsweise kann das Harz in der Gewebelage imprägniert sein. Vorzugsweise können die Verbundfolien in mehreren Schichten aufgeschichtet (bzw. übereinandergeschichtet) sein, und die Endabschnitte der jeweiligen Verbundfolien können in einer Umfangsrichtung des Rades einander kontaktieren. Vorzugsweise können diskontinuierliche Grenzflächen (bzw. Kontaktflächen oder Übergangsstellen) der jeweiligen Verbundfolien an den (einander) kontaktierenden Endabschnitten der jeweiligen Verbundfolien entlang einer Axialrichtung des Rades ausgebildet sein und nicht zueinander ausgerichtet sein.
Der wie hierin verwendete Begriff „diskontinuierliche Grenzfläche“ bezieht sich auf eine Kontakt- oder Verbindungsfläche bzw. Übergangsstelle zwischen wenigstens zwei Endabschnitten einer einzelnen Verbundfolie (den jeweiligen Verbundfolien), welche eine Außenfläche einer Felge eines Fahrzeuges derart abdeckt oder umgibt, dass zwei Endabschnitte einander kontaktieren. Die diskontinuierliche Grenzfläche kann in einem Abschnitt ausgebildet sein, der eine erste Seite der einzelnen Verbundfolie und die zweite Seite dieser einzelnen Verbundfolie miteinander verbindet.
Vorzugsweise kann jede Gewebelage kontinuierliche Fasern aufweisen.
Der wie hierin verwendete Begriff „kontinuierliche Fasern“ bezieht sich auf ein Bündel mit einem langen kontinuierlichen Strang von Fasern derart, dass eine Länge wenigstens um etwa 100mal, 200mal, 300mal, 400mal oder 500mal oder mehr größer als die Breite oder der Durchmesser davon ist. Die kontinuierlichen Fasern können geeignet unter Verwendung von synthetischen, z.B. petrochemischen oder polymerisieren Materialien hergestellt werden.
Die Felge kann eine Basisschicht, die eine oder mehrere der Verbundfolien aufweist, wobei die Endabschnitte der jeweiligen Verbundfolien in der Basisschicht in der Umfangsrichtung des Rades einander kontaktieren, und die diskontinuierlichen Grenzflächen der jeweiligen Verbundfolien in der Basisschicht an den (einander) kontaktierenden Endabschnitten der jeweiligen Verbundfolien in der Basisschicht in der Axialrichtung des Rades ausgebildet sind, und eine Verstärkungsschicht aufweisen, die an der Basisschicht angeordnet ist und eine oder mehrere der Verbundfolien aufweist, wobei die Endabschnitte der jeweiligen Verbundfolien in der Verstärkungsschicht in der Umfangsrichtung des Rades (einander) kontaktieren, und die diskontinuierlichen Grenzflächen der jeweiligen Verbundfolien in der Verstärkungsschicht an den (einander) kontaktierenden Endabschnitten der jeweiligen Verbundfolien in der Verstärkungsschicht in der Axialrichtung des Rades ausgebildet sind. Vorzugsweise können die diskontinuierlichen Grenzflächen, die in der Basisschicht ausgebildet sind, und die diskontinuierlichen Grenzflächen, die in der Verstärkungsschicht ausgebildet sind, nicht zueinander ausgerichtet sein.
Die Verstärkungsschicht kann in mehreren Schichten durch Aufschichten der einen oder mehreren Verbundfolien geformt sein. Die diskontinuierlichen Grenzflächen der jeweiligen Verbundfolien in der Verstärkungsschicht können an den einander kontaktierenden Endabschnitten der jeweiligen Verbundfolien in der Verstärkungsschicht in der Axialrichtung des Rades ausgebildet sein, und die diskontinuierlichen Grenzflächen der jeweiligen Verbundfolien in der Verstärkungsschicht können nicht zueinander ausgerichtet sein.
Die Felge kann einen Felgenkörper, der eine zylindrische Form hat, einen Felgenaußenabschnitt und einen Felgeninnenabschnitt aufweisen. Der Felgenaußenabschnitt und der Felgeninnenabschnitt können an beiden axialen Enden des Felgenkörpers derart ausgebildet sein, dass sie einen vergrößerten Durchmesser haben. Jede Verbundfolie kann einen Körperbereich, der den Felgenkörper bildet, einen Außenbereich, der den Felgenaußenabschnitt bildet, und einen Innenbereich aufweisen, der den Felgeninnenabschnitt bildet. Vorzugsweise können der Außenbereich und der Innenbereich der Verbundfolie Schnittbereiche (bzw. Einschnittabschnitte) aufweisen, welche in der Axialrichtung des Rades eingeschnitten sind und in der Umfangsrichtung des Rades im Abstand voneinander angeordnet sind.
Die Schnittbereiche können um eine Länge eines Bogens (z.B. eine Bogenlänge) entsprechend einem Winkel um eine Mitte der Felge im Abstand voneinander angeordnet sein, und der Winkel kann gleich wie oder kleiner als etwa 5 Grad sein.
Vorzugsweise kann ein wärmebeständiges Harz in dem Körperbereich der einen oder mehreren Verbundfolien, welche die Basisschicht bilden, imprägniert sein, ein stoßfestes Harz kann in dem Außenbereich und dem Innenbereich der einen oder mehreren Verbundfolien, welche die Basisschicht bilden, imprägniert sein, und ein ermüdungsfestes Harz ist in der einen oder den mehreren Verbundfolien, welche die Verstärkungsschicht bilden, imprägniert.
Ferner ist ein Fahrzeug vorgesehen, das die wie hierin beschriebene Felge aufweist.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Felge eines Fahrzeugrades vorgesehen. Das Verfahren kann aufweisen: Vorbereiten (bzw. Aufbereiten oder Anfertigen) einer Form (z.B. eines Formwerkzeugs) entsprechend einer Gestalt (bzw. Form) der Felge, Vorbereiten (bzw. Aufbereiten oder Anfertigen) einer Mehrzahl von Gewebelagen (z.B. Fasergewebelagen), Aufschichten (bzw. Übereinanderschichten oder Aufeinanderschichten) der jeweiligen Gewebelagen in mehreren Schichten in der vorbereiteten Form, und Einspritzen und Härten eines Harzes in die(den) geschichteten kontinuierlichen Fasergewebelagen. Vorzugsweise können Endabschnitte der jeweiligen Gewebelagen in einer Umfangsrichtung der Form einander kontaktieren. Diskontinuierliche Grenzflächen der jeweiligen Gewebelagen können an den einander kontaktierenden Endabschnitten der jeweiligen Gewebelagen entlang einer Axialrichtung der Form ausgebildet sein und können nicht zueinander ausgerichtet werden.
Jede der Gewebelagen kann kontinuierliche Fasern aufweisen, und jede Gewebelage kann durch Weben kontinuierlicher Fasern angefertigt werden.
Das Aufschichten kann aufweisen: Formen einer Vor-Basisschicht durch Anordnen einer oder mehrerer der jeweiligen Gewebelagen in (bzw. an) der vorbereiteten Form derart, dass die Endabschnitte der jeweiligen Gewebelagen in der Umfangsrichtung der Form einander kontaktieren können, und die diskontinuierlichen Grenzflächen der jeweiligen Gewebelagen in der Vor-Basisschicht an den einander kontaktierenden Endabschnitten der jeweiligen Gewebelagen in der Axialrichtung der Form ausgebildet sein können, und Formen einer Vor-Verstärkungsschicht durch Aufschichten einer oder mehrerer der Gewebelagen an der Vor-Basisschicht derart, dass die Endabschnitte der jeweiligen Gewebelagen in der Vor-Verstärkungsschicht in der Umfangsrichtung der Form einander kontaktieren, und die diskontinuierlichen Grenzflächen der jeweiligen Gewebelagen in der Vor-Verstärkungsschicht an den einander kontaktierenden Endabschnitten der jeweiligen Gewebelagen in der Vor-Verstärkungsschicht in der Axialrichtung der Form ausgebildet sein können. Vorzugsweise können die diskontinuierlichen Grenzflächen, die in der Vor-Basisschicht ausgebildet sind, und die diskontinuierlichen Grenzflächen, die in der Vor-Verstärkungsschicht ausgebildet sind, nicht zueinander ausgerichtet werden.
Bei dem Formen der Vor-Verstärkungsschicht können die Gewebelagen in mehreren Schichten aufgeschichtet werden, und die eine oder mehreren Gewebeschichten können aufgeschichtet werden. Die Endabschnitte der jeweiligen Gewebelagen in der Vor-Verstärkungsschicht können in der Umfangsrichtung der Form einander kontaktieren, und die diskontinuierlichen Grenzflächen davon können an den einander kontaktierenden Endabschnitten der jeweiligen Gewebelagen in der Vor-Verstärkungsschicht in der Axialrichtung der Form (bzw. des Rades) ausgebildet sein. Die diskontinuierlichen Grenzflächen in der Vor-Verstärkungsschicht können nicht zueinander ausgerichtet werden.
Bei dem Vorbereiten der Form kann die vorbereitete Form eine Gestalt (bzw. eine Form) entsprechend einer Gestalt der Felge haben. Die Felge kann einen Felgenkörper, der eine zylindrische Form hat, einen Felgenaußenabschnitt und einen Felgeninnenabschnitt aufweisen oder in diese unterteilt werden. Der Felgenaußenabschnitt und der Felgeninnenabschnitt können an beiden axialen Enden des Felgenkörpers derart ausgebildet sein, dass sie einen vergrößerten Durchmesser haben. Bei dem Vorbereiten der Gewebelagen kann jede Gewebelage einen Körperbereich, der den Felgenkörper bildet, einen Außenbereich, der den Felgenaußenabschnitt bildet, und einen Innenbereich, der den Felgeninnenabschnitt bildet, aufweisen oder in diese unterteilt werden. Der Außenbereich und der Innenbereich jeder Gewebelage kann Schnittbereiche aufweisen, welche in der Axialrichtung der Form eingeschnitten werden können und in der Umfangsrichtung der Form im Abstand voneinander angeordnet werden können.
Die Schnittbereiche, die beim Vorbereiten der Gewebelagen gebildet werden, können um eine Länge eines Bogens entsprechend einem vorbestimmten Winkel um eine Mitte der Felge im Abstand voneinander angeordnet werden, und der vorbestimmte Winkel kann gleich wie oder kleiner als etwa 5 Grad sein.
Bei dem Formen kann das Harz durch Harztransferformen (RTM) in die geschichteten Gewebelagen eingespritzt und in diesen ausgehärtet werden.
Das Verfahren kann ferner aufweisen: Vorbereiten einer Mehrzahl von Harzschichten durch Formen eines Harzes, um eine Schichtform zu haben (bzw. zu bilden). Vorzugsweise können bei dem Aufschichten die Gewebelagen und die Harzschichten abwechselnd geschichtet werden, und bei dem Formen können die Gewebelagen und die Harzschichten einem Heißformpressen unterzogen werden.
Bei dem Vorbereiten der Gewebelagen kann jede Gewebelage einen Körperbereich, der einen Felgenkörper bildet, einen Außenbereich, der einen Felgenaußenabschnitt bildet, und einen Innenbereich, der einen Felgeninnenabschnitt bildet, aufweisen oder in diese unterteilt werden. Vorzugsweise können der Außenbereich und der Innenbereich der Gewebelage Schnittbereiche aufweisen, welche in der Axialrichtung der Form eingeschnitten sind und in der Umfangsrichtung der Form im Abstand voneinander angeordnet sein können. Vorzugsweise wird bei dem Aufschichten unter den Harzschichten, mit welcher die Vor-Basisschicht imprägniert wird, eine wärmebeständige Harzschicht in dem Körperbereich jeder Gewebelage angeordnet, eine stoßfeste Harzschicht wird in dem Außenbereich und dem Innenbereich jeder Gewebelage angeordnet, und eine ermüdungsfeste Harzschicht wird in der Vor-Verstärkungsschicht imprägniert.
Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1 eine Ansicht eines herkömmlichen Rades des Hybrid-Typs nach der bezogenen Technik;
2 eine Ansicht eines Verfahrens zur Herstellung einer Verbundfelge eines Fahrzeugrades gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
3 eine Ansicht einer Verbundfolie, die bei einer Verbundfelge eines Fahrzeugrades gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
4A und 4B Ansichten des Aufschichtens von Verbundfolien nach der Herstellung einer Verbundfelge eines Fahrzeugrades gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung; und
5A und 5B Ansichten eines Verfahrens zur Herstellung einer Verbundfelge eines Fahrzeugrades gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.

Die hierin verwendete Terminologie ist lediglich für den Zweck der Beschreibung besonderer Ausführungsformen, und ist nicht dazu bestimmt, die Erfindung zu beschränken. Wie hierin verwendet, sind die Singularformen „ein“, „eine“ und „die“ dazu bestimmt, auch die Pluralformen zu umfassen, wenn nicht der Zusammenhang deutlich etwas anderes angibt. Es versteht sich ferner, dass die Begriffe „aufweist“ und/oder „aufweisend“, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein der genannten Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente und/oder Komponenten beschreiben, jedoch nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einem oder mehreren anderen Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen, Komponenten und/oder Kombinationen davon ausschließen.
Es versteht sich, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder ein anderer ähnlicher Begriff, wie hierin verwendet wird, allgemeine Kraftfahrzeuge, wie Personenkraftwagen, die Geländewagen (SUV) einschließen, Busse, Lastwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, die eine Vielfalt von Booten und Schiffen einschließen, Luftfahrzeuge, und dergleichen, sowie Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Steckdosen-Hybrid-Elektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit Alternativkraftstoff (z.B. Kraftstoffe, die aus anderen Rohstoffen als Erdöl stammen) umfasst. Wie hierin Bezug genommen, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehrere Antriebsquellen hat, wie zum Beispiel ein Fahrzeug mit sowohl Benzinals auch Elektroantrieb.
Ferner ist, sofern nicht speziell genannt oder aus dem wie hierin verwendeten Kontext ersichtlich, der Begriff „etwa“ als innerhalb einer normalen Toleranz in der Technik, zum Beispiel innerhalb 2 Standardabweichungen von dem Durchschnitt zu verstehen. Der Begriff „etwa“ kann als innerhalb 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01 % des genannten Wertes verstanden werden. Wenn nicht anderweitig aus dem Kontext ersichtlich, sind alle hierin vorgesehenen Zahlenwerte durch den Begriff „etwa“ m od ifiziert.
Nachfolgend wird eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die nachfolgend offenbarten Ausführungsformen beschränkt und kann in vielen unterschiedlichen Formen ausgeführt werden. Stattdessen sind diese beispielhaften Ausführungsformen so vorgesehen, dass diese Erfindung fertig und komplett ist und den Bereich für technisch versierte Fachleute vollständig vermittelt. In den Zeichnungen bezeichnen dieselben Bezugszeichen dieselben Elemente.
1 ist eine Ansicht eines herkömmlichen Rades des Hybrid-Typs nach der bezogenen Technik, 2 ist eine Ansicht eines Verfahrens zur Herstellung einer Verbundfelge eines Fahrzeugrades gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung, 3 ist eine Ansicht einer Verbundfolie, die bei einer Verbundfelge eines Fahrzeugrades gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, 4A und 4B sind Ansichten des Aufschichtens von Verbundfolien nach der Herstellung einer Verbundfelge eines Fahrzeugrades gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung, und 5A und 5B sind Ansichten eines Verfahrens zur Herstellung einer Verbundfelge eines Fahrzeugrades gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
Die Felge des Fahrzeugrades gemäß der Erfindung wird bei einer Felge des Rades des Hybrid-Typs 10, wie in 1 gezeigt, verwendet, bei welchem die Speiche 20 aus einem Metall, wie Stahl, einer Aluminiumlegierung oder einer Magnesiumlegierung, geformt ist, und die Felge aus einem faserverstärkten Verbundstoff geformt ist, welcher mit hochsteifen und hochfesten kontinuierlichen Fasern, wie Kohlenstofffasern, Glasfasern oder Aramidfasern, verstärkt ist.
Die Felge 30 kann eine Felge eines Fahrzeugrades sein, welche durch Aufschichten von Verbundfolien 100 geformt werden kann, welche durch Imprägnieren kontinuierlicher Fasern mit einem Harz aufbereitet ist, um eine Folie zu bilden. Die Verbundfolien 100 können in mehreren Schichten derart aufgeschichtet werden, dass die Endabschnitte davon in der Umfangsrichtung D3 des Rades einander kontaktieren können und die diskontinuierlichen Grenzflächen davon, welche in den Kontaktbereichen der jeweiligen Verbundfolien 100 entlang der Axialrichtung D1 des Rades ausgebildet sind, nicht zueinander ausgerichtet sein können. Durch Anordnen der diskontinuierlichen Grenzflächen derart, dass sie nicht zueinander ausgerichtet sind, kann eine Differenz in der Dicke und in den mechanischen Eigenschaften, welche an gegenseitigen Kupplungsflächen lokal auftreten kann, verhindert werden. Hier kann die Verbundfolie 100 durch Imprägnieren einer kontinuierlichen Fasergewebelage 100, die durch Weben kontinuierlicher Fasern hergestellt wird, mit einem Harz aufbereitet werden. Wie später beschrieben, kann das Verfahren zum Imprägnieren der kontinuierlichen Fasergewebelage 100 mit dem Harz in verschiedenen Weisen angewendet werden.
Um die Struktur der Felge 30 ausführlich zu beschreiben, kann die Felge 30 eine Basisschicht 310, bei welcher die jeweiligen Verbundfolien 100 derart angeordnet sein können, dass die Endabschnitte davon in der Umfangsrichtung D3 des Rades einander kontaktieren können und die diskontinuierlichen Grenzflächen davon in den Kontaktbereichen, d.h. den kontaktierenden Endabschnitten der jeweiligen Verbundfolien 100 in der Axialrichtung D1 des Rades ausgebildet sein können, und eine Verstärkungsschicht 320 aufweisen, bei welcher die Verbundfolien 100 an der Basisschicht 310 derart aufgeschichtet sein können, dass die Enden davon in der Umfangsrichtung D3 des Rades einander kontaktieren und die diskontinuierlichen Grenzflächen davon in den Kontaktbereichen, d.h. den kontaktierenden Endabschnitten der jeweiligen Verbundfolien 100 in der Axialrichtung D1 des Rades ausgebildet sein können. Vorzugsweise können die diskontinuierlichen Grenzflächen, die in der Basisschicht 310 ausgebildet sind, und die diskontinuierlichen Grenzflächen, die in der Verstärkungsschicht 320 ausgebildet sind, nicht zueinander ausgerichtet sein.
Außerdem kann die Verstärkungsschicht 320 in einer einzigen Schicht ausgebildet sein, kann jedoch in mehreren Schichten durch Aufschichten der Verbundfolien 100 ausgebildet sein. Vorzugsweise können die Verbundfolien 100, welche in derselben Schicht sind, derart aufgeschichtet sein, dass die Enden davon in der Umfangsrichtung D3 des Rades einander kontaktieren können und die diskontinuierlichen Grenzflächen davon in den Kontaktbereichen der jeweiligen Verbundfolien 100 in der Axialrichtung D1 des Rades ausgebildet sein können, und die Verbundfolien 100, welche in unterschiedlichen Schichten sein können, können derart aufgeschichtet sein, dass die diskontinuierlichen Grenzflächen davon nicht zueinander ausgerichtet sein können.
Die diskontinuierlichen Grenzflächen, die oben beschrieben sind, können eine gleichmäßige Dicke und eine gleichmäßige mechanische Steifigkeit und Festigkeit der gesamten Felge ungeachtet einer Differenz in der Dicke zwischen den Kontaktbereichen der Felge 30 oder einer Verschlechterung oder Konzentration der mechanischen Steifigkeit und Festigkeit in den Kontaktbereichen gewährleisten.
Wie in 1 gezeigt, kann die Felge 30 in einen Felgenkörper 31, der eine zylindrische Form hat, und einen Felgenaußenabschnitt 32 und einen Felgeninnenabschnitt 33 unterteilt werden, welche durch Biegen beider axialen Enden des Felgenkörpers 31 derart, dass sie einen vergrößerten Durchmesser haben, geformt werden können.
Zum Beispiel kann die Felge 30 unterschiedliche Durchmesser von jeweiligen Bereichen davon haben, und die Erfindung schafft eine Verbesserung in der Form der Verbundfolien 100, die für die Herstellung der Felge 30 übereinander zu schichten sind.
Wie in 3 gezeigt, kann die Verbundfolie 100 einen Körperbereich 110, der den Felgenkörper 31 bildet, einen Außenbereich 120, der den Felgenaußenabschnitt 32 bildet, und einen Innenbereich 130, der den Felgeninnenabschnitt 33 bildet, aufweisen oder in diese unterteilt sein. Der Außenbereich 120 und der Innenbereich 130 der Verbundfolie 100 können mit Schnittbereichen 101 gebildet sein, welche in der Axialrichtung D1 des Rades eingeschnitten sein können und in der Umfangsrichtung D3 des Rades im Abstand voneinander angeordnet sein können. Der Außenbereich 120 und der Innenbereich 130 können bei dem Randaußenabschnitt 32 und dem Randinnenabschnitt 33 der Felge 30 verwendet werden, welche einen größeren Durchmesser als der des Felgenkörpers 31 der Felge 30 haben. Um die Verbundfolien 100 an den entsprechenden Abschnitten übereinanderzuschichten, können die benachbarten Verbundfolien 100 derart geschichtet werden, dass sie einander überlappen. Wenn die Richtung, in welcher die kontinuierlichen Fasern der Verbundfolie 100 angeordnet sind, von der Axialrichtung D1 des Rades um einen Winkel von größer als etwa 10 Grad abweicht, ist es jedoch möglich, die Verbundfolien 100 ohne den Schnittbereichen 101 infolge der Charakteristika eines kontinuierlichen Fasergewebes leicht zu schichten, und daher ist es nicht notwendig, die Schnittbereiche 101 in den Verbundfolien 100 zu formen. Daher kann das Kriterium zum Formen der Schnittbereiche 101 in den Verbundfolien 100 in dem Falle gesetzt werden, in dem die Richtung der kontinuierlichen Fasern der Verbundfolie 100 einen Winkel von gleich wie oder kleiner als etwa 10 Grad in Bezug auf die Axialrichtung D1 des Rades hat.
Der Abstand zwischen den Schnittbereichen 101 kann, wie in 2 gezeigt, derart gesetzt sein, dass die Schnittbereiche 101 um die Länge eines Bogens entsprechend einem Winkel θ um die Mitte der Felge 30 im Abstand voneinander angeordnet sind. Daher kann der Winkel θ gleich wie oder kleiner als etwa 5 Grad unter Berücksichtigung einer Differenz im Durchmesser zwischen dem Randaußenabschnitt 32, dem Randinnenabschnitt 33 und dem Randkörper 31 sein.
Gemäß der Erfindung kann, wenn die Verbundfolien 100 derart geschichtet sein können, dass sie die Felge 30 bilden, das Harz, mit welchem der Körperbereich 110 der Verbundfolie 100, welche die Basisschicht 310 bilden kann, imprägniert sein kann, ein wärmebeständiges Harz sein. Das Harz, mit welchem der Außenbereich 120 und der Innenbereich 130 der Verbundfolie 100 imprägniert werden kann, kann ein stoßfestes Harz sein. Außerdem kann das Harz, mit welchem die Verstärkungsschicht 320 imprägniert werden kann, ein ermüdungsfestes Harz sein. Auf diese Weise kann durch Aufbringen des Harzes mit einer guten Wärmebeständigkeit an der innersten Fläche der Felge 30 eine Verschlechterung in den mechanischen Eigenschaften eines Felgenabschnitts nahe an einer Bremsscheibe verhindert werden, und die gewünschten mechanischen Eigenschaften des Felgenaußenabschnitts 32 und des Felgeninnenabschnitts 33 können erzielt werden. Zum Beispiel kann das wärmebeständige Harz zweckmäßigerweise ein multifunktionales Epoxid des Glycidylamin-Typs, ein Epoxid des Novalac-Typs oder ein gemischtes Epoxid davon aufweisen, und das stoßfeste Harz und das ermüdungsfeste Harz können ein Harz sein, das durch Hinzufügen von Gummi oder Polyurethan zu Epoxid mit hoher Sprödigkeit aufbereitet wird, um das Stoßfestigkeitsvermögen und die Haltbarkeit zu verbessern. Jedoch können das stoßfeste Harz und das ermüdungsfeste Harz ein trifunktionelles oder bifunktionelles Harz sein.
Ein Verfahren zur Herstellung der Felge, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, wird nun beschrieben.
Bei dem Verfahren zur Herstellung der Felge des Fahrzeugrades gemäß der Erfindung können zuerst Formen 1, 2 und 3 mit Gestalten entsprechend der Form der Felge 30 vorbereitet werden (Form-Vorbereitungsschritt).
Zu diesem Zeitpunkt können die Formen 1, 2 und 3 derart vorbereitet werden, dass sie mit der Form der Felge 30 korrespondieren, welche den Felgenkörper 31, der eine zylindrische Form hat, und den Felgenaußenabschnitt 32 und den Felgeninnenabschnitt 33, welche durch Biegen beider axialen Enden des Felgenkörpers 31 derart, dass sie einen vergrößerten Durchmesser haben, geformt werden können, aufweisen oder in diese unterteilt werden kann.
Anschließend können eine Mehrzahl von kontinuierlichen Fasergewebelagen 100 durch Weben kontinuierlicher Fasern vorbereitet werden (Kontinuierliche-Fasergewebelagen-Vorbereitungsschritt).
Zu diesem Zeitpunkt kann die kontinuierliche Fasergewebelage 100 anisotrope mechanische Eigenschaften mit der Isotropie in gleicher Ebene der Felge 30 aufweisen. Die Steifigkeit Eo der Felge 30 in der Umfangsrichtung D3 kann sich von der axialen Steifigkeit E₉₀ unterscheiden, und die Schersteifigkeit in gleicher Ebene Gr der Felge 30 kann unabhängig von der Steifigkeit in der Umfangsrichtung D3 und der Steifigkeit in der Axialrichtung D1 sein. Als solches können die Web- und Schichtungsmuster der kontinuierlichen Fasergewebelagen 100 in verschiedenen Weisen realisiert werden.
Zum Beispiel können verschiedene Beispiele wie folgt durchgeführt werden:

Beispiel 1: [±θ], [0/90]
Beispiel 2: [±θ/0/±θ], [+θ/0/-θ], [±θ/90/±θ], [+θ/90/-θ]
Beispiel 3: [±θ)/0/90/±θ)], [+θ/0/90/-θ]

Einheitsmuster, wie die Web- und Schichtungsmuster von Beispiel 1 bis Beispiel 3, die oben beschrieben sind, können wiederholt geschichtet werden. Die Web- und Schichtungsmuster der kontinuierlichen Fasergewebelagen 100 können nicht auf die vorgeschlagenen Beispiele beschränkt sein, und können in verschiedenen Weisen modifiziert und realisiert werden.
Außerdem kann die kontinuierliche Fasergewebelage 100 eine Breite haben, die geeignet ist, die gesamte Felgenbreite abzudecken, oder kann die Form eines schmalen Streifens für eine lokale Anwendung annehmen. Zum Beispiel kann im Falle eines 0-Grad-unidirektionalen (UD) Gewebes die kontinuierliche Fasergewebelage 100 die Form eines schmalen Streifens annehmen, da es notwendig ist, Gewebestücke mit unterschiedlichen Längen für jeden Bereich entsprechend der Variation im Durchmesser in der Axialrichtung D1 der Felge 30 zu verwenden.
Die kontinuierliche Fasergewebelage 100 kann, wie in 3 gezeigt, den Körperbereich 110, der den Felgenkörper 31 bildet, den Außenbereich 120, der den Felgenaußenabschnitt 32 bildet, und den Innenbereich 130, der den Felgeninnenabschnitt 33 bildet, aufweisen oder in diese unterteilt sein. Vorzugsweise können der Außenbereich 120 und der Innenbereich 130 der kontinuierlichen Fasergewebelage 100 mit den Schnittbereichen 101 gebildet sein, welche in der Axialrichtung D1 der Form eingeschnitten sein können und in der Umfangsrichtung D3 der Form im Abstand voneinander angeordnet sein können.
Dann können die kontinuierlichen Fasergewebelagen 100 in der vorbereiteten Form übereinandergeschichtet werden (Schichtungsschritt). In dem Schichtungsschritt können die kontinuierlichen Fasergewebelagen 100 in mehreren Schichten in der vorbereiteten Form derart geschichtet werden, dass die Enden davon in der Umfangsrichtung der Form einander kontaktieren können und die diskontinuierlichen Grenzflächen davon, welche in den Kontaktbereichen der jeweiligen Verbundfolien 100 entlang der Axialrichtung der Form ausgebildet sind, zueinander ausgerichtet werden können.
Zu diesem Zeitpunkt kann der Schichtungsschritt einen Vor-Basisschicht-Formungsprozess des Formens einer Vor-Basisschicht 310, in welchem die kontinuierlichen Fasergewebelagen 100 in der vorbereiteten Form derart angeordnet werden können, dass die Enden davon in der Umfangsrichtung D3 der Form einander kontaktieren können und die diskontinuierlichen Grenzflächen davon in den Kontaktbereichen der jeweiligen kontinuierlichen Fasergewebelagen 100 in der Axialrichtung D1 der Form gebildet werden können, und einen Vor-Verstärkungsschicht-Formungsprozess des Formens einer Vor-Verstärkungsschicht 320 aufweisen, in welchem die kontinuierlichen Fasergewebelagen 100 an der Vor-Basisschicht 310 derart geschichtet werden können, dass die Enden davon in der Umfangsrichtung der Form einander kontaktieren können und die diskontinuierlichen Grenzflächen davon in den Kontaktbereichen der jeweiligen kontinuierlichen Fasergewebelagen 100 in der Axialrichtung der Form derart gebildet werden können, dass sie nicht zu den diskontinuierlichen Grenzflächen, die in der Vor-Basisschicht 310 ausgebildet sind, ausgerichtet sind.
Außerdem können in dem Vor-Verstärkungsschicht-Formungsprozess die kontinuierlichen Fasergewebelagen 100 in mehreren Schichten derart geschichtet werden, dass die Enden der kontinuierlichen Fasergewebelagen 100 in derselben Schicht in der Umfangsrichtung D3 der Form einander kontaktieren können und die diskontinuierlichen Grenzflächen davon in den Kontaktbereichen der jeweiligen kontinuierlichen Fasergewebelagen 100 in der Axialrichtung D1 der Form gebildet werden können, und dass die diskontinuierlichen Grenzflächen, die durch die kontinuierlichen Fasergewebelagen 100 in unterschiedlichen Schichten gebildet werden, nicht zueinander ausgerichtet sein können.
Die Anordnung und Aufschichtung der kontinuierlichen Fasergewebelagen 100 können in verschiedenen Weisen verwendet werden, solange wie die diskontinuierlichen Grenzflächen der jeweiligen kontinuierlichen Fasergewebelagen 100 nicht zueinander ausgerichtet sein können.
Zum Beispiel können, wie in den 4A und 4B gezeigt, wenn die Vor-Basisschicht 310 und die Vor-Verstärkungsschicht 320 geformt werden können, die diskontinuierlichen Grenzflächen ①,②,③,④,⑤ und ⑥, die in unterschiedlichen Schichten ausgebildet sind, derart angeordnet werden, dass sie nicht zueinander ausgerichtet sind. Hier können die diskontinuierlichen Grenzflächen ①,②,③,④,⑤ und ⑥ in einem regelmäßigen Muster angeordnet werden, wie in 4A gezeigt ist, oder können in einem unregelmäßigen Muster angeordnet werden, wie in 4B gezeigt ist.
Nachdem die kontinuierlichen Fasergewebelagen 100 geschichtet sind, kann ein Harz in die(den) geschichteten kontinuierlichen Fasergewebelagen 100 eingespritzt und ausgehärtet werden (Formungsschritt).
Der Formungsschritt kann in verschiedenen Weisen durchgeführt werden.
Zum Beispiel kann ein Harz in die(den) geschichteten kontinuierlichen Fasergewebelagen 100 durch ein Harztransferform(RTM)-Verfahren eingespritzt und ausgehärtet werden.
Außerdem können, wie in den 5A und 5B gezeigt, nach dem Vorbereiten einer Mehrzahl von Harzschichten 200 durch Formen eines Harzes, um eine Schichtform zu haben (Harzschicht-Vorbereitungsschritt), die kontinuierlichen Fasergewebelagen 100 und die Harzschichten 200 in dem Schichtungsschritt abwechselnd geschichtet werden, und die Gewebelagen 100 und die Harzschichten 200 können in dem Formungsschritt einem Heißformpressen unter Verwendung der Formen 2 und 3 unterzogen werden, um ein Formteil 300 herzustellen.
Wenn die Harzschichten 200 wie oben beschrieben verwendet werden, kann unter den Harzschichten 200, mit welchen die Vor-Basisschicht 310 imprägniert wird, die Harzschicht 210, die in dem Körperbereich 110 der kontinuierlichen Fasergewebelage 100 angeordnet ist, eine wärmebeständige Harzschicht sein, und die Harzschicht 220, die in dem Außenbereich 120 und dem Innenbereich 130 der kontinuierlichen Fasergewebelage 100 angeordnet ist, kann eine stoßfeste Harzschicht sein. Außerdem kann die Harzschicht 230, mit welcher die Vor-Verstärkungsschicht 320 imprägniert ist, eine ermüdungsfeste Harzschicht sein.
Während das Harz in die(den) geschichteten kontinuierlichen Fasergewebelagen 100 durch ein Harztransferform(RTM)-Verfahren eingespritzt und ausgehärtet wird, können die jeweiligen Bereiche der kontinuierlichen Fasergewebelage 100 mit dem wärmbeständigen Harz, dem stoßfesten Harz und dem ermüdungsfesten Harz derart imprägniert werden, dass sie eine Felge bilden, die verschiedene Typen von Harzen für jeden Bereich aufweist.
Gemäß der Erfindung wurde zur Klarheit der Beschreibung der Zustand, in welchem die kontinuierliche Fasergewebelage 100 mit einem Harz imprägniert ist, als eine Verbundfolie bezeichnet und beschrieben. Daher sind die kontinuierliche Fasergewebelage und die Verbundfolie mit demselben Bezugszeichen 100 bezeichnet. Außerdem sind die Vor-Basisschicht, die von der kontinuierlichen Fasergewebelage gebildet wird, und die Basisschicht, die von der Verbundfolie gebildet wird, mit demselben Bezugszeichen 310 bezeichnet, und die die Vor-Verstärkungsschicht, die von der kontinuierlichen Fasergewebelage gebildet wird, und die Verstärkungsschicht, die von der Verbundfolie gebildet wird, sind mit demselben Bezugszeichen 320 bezeichnet.
In verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung kann ein diskontinuierliches Gewebe unter Verwendung von kontinuierlichen Fasern gebildet werden, und eine Mehrzahl von Gewebelagen können derart übereinandergeschichtet werden, dass sie in der Umfangsrichtung eines Rades einander kontaktieren, so dass eine Felge eines Fahrzeugrades hergestellt werden kann, die geeignet ist, den Forderungen nach einem reduzierten Gewicht, einer hohen mechanischen Steifigkeit und einer hohen Festigkeit durch die Verwendung von kontinuierlichen Fasern gerecht zu werden.
Außerdem können die Schichten des diskontinuierlichen Gewebes derart einander kontaktieren, dass diskontinuierliche Grenzflächen davon nicht zueinander ausgerichtet sind, so dass es möglich ist, das Problem der bezogenen Technik zu verhindern, bei welcher eine Felge durch Aufschichten von Lagen eines diskontinuierlichen Gewebes derart, dass die Enden davon einander überlappen, hergestellt wird und daher eine Schwierigkeit beim Realisieren einer gleichmäßigen mechanischen Festigkeit und Steifigkeit für jeden Bereich besteht.
Außerdem kann durch Aufbringen eines Harzes mit guter Wärmebeständigkeit an der innersten Fläche der Felge, an welche die in einer Bremsscheibe erzeugte Wärme übertragen wird, eine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften eines Felgenabschnitts, der nahe an der Bremsscheibe ist, verhindert werden.

Claims

Felge eines Fahrzeugrades, aufweisend: eine Mehrzahl von Verbundfolien (100), von welchen jede eine Gewebelage und ein Harz aufweist, wobei das Harz in der Gewebelage imprägniert ist, wobei die Mehrzahl der Verbundfolien (100) in mehreren Schichten aufgeschichtet sind, und Endabschnitte der jeweiligen Verbundfolien (100) in einer Umfangsrichtung des Rades einander kontaktieren, und wobei diskontinuierliche Grenzflächen der jeweiligen Verbundfolien (100) an den einander kontaktierenden Endabschnitten der jeweiligen Verbundfolien (100) und entlang einer Axialrichtung des Rades ausgebildet sind und nicht zueinander ausgerichtet sind.
Felge nach Anspruch 1, wobei jede Gewebelage kontinuierliche Fasern aufweist.
Felge nach Anspruch 1 oder 2, aufweisend: eine Basisschicht (310), die eine oder mehrere der Verbundfolien (100) aufweist, wobei die Endabschnitte der jeweiligen Verbundfolien (100) in der Basisschicht (310) in der Umfangsrichtung des Rades einander kontaktieren, und die diskontinuierlichen Grenzflächen der jeweiligen Verbundfolien (100) in der Basisschicht (310) an den einander kontaktierenden Endabschnitten der jeweiligen Verbundfolien (100) in der Basisschicht (310) in der Axialrichtung des Rades ausgebildet sind; und eine Verstärkungsschicht (320), die an der Basisschicht (310) angeordnet ist und eine oder mehrere der Verbundfolien (100) aufweist, wobei die Endabschnitte der jeweiligen Verbundfolien (100) in der Verstärkungsschicht (320) in der Umfangsrichtung des Rades einander kontaktieren, und die diskontinuierlichen Grenzflächen der jeweiligen Verbundfolien (100) in der Verstärkungsschicht (320) an den einander kontaktierenden Endabschnitten der jeweiligen Verbundfolien (100) in der Verstärkungsschicht (320) in der Axialrichtung des Rades ausgebildet sind, wobei die diskontinuierlichen Grenzflächen, die in der Basisschicht (310) ausgebildet sind, und die diskontinuierlichen Grenzflächen, die in der Verstärkungsschicht (320) ausgebildet sind, nicht zueinander ausgerichtet sind.
Felge nach Anspruch 3, wobei die Verstärkungsschicht (320) in mehreren Schichten durch Aufschichten der einen oder mehreren Verbundfolien (100) ausgebildet ist, und die diskontinuierlichen Grenzflächen der jeweiligen Verbundfolien (100) in der Verstärkungsschicht (320) nicht zueinander ausgerichtet sind.
Felge nach einem der Ansprüche 1 bis 4, aufweisend: einen Felgenkörper (31), der eine zylindrische Form hat; einen Felgenaußenabschnitt (32); und einen Felgeninnenabschnitt (33), wobei der Felgenaußenabschnitt (32) und der Felgeninnenabschnitt (33) an beiden axialen Enden des Felgenkörpers (31) derart ausgebildet sind, dass sie einen vergrößerten Durchmesser haben.
Felge nach Anspruch 3 oder 5, wobei jede der Verbundfolien (100) einen Körperbereich (110), der den Felgenkörper (31) bildet, einen Außenbereich (120), der den Felgenaußenabschnitt (32) bildet, und einen Innenbereich (130) aufweist, der den Felgeninnenabschnitt (33) bildet, und wobei der Außenbereich (120) und der Innenbereich (130) der Verbundfolie (100) Schnittbereiche (101) aufweist, welche in der Axialrichtung (D1) des Rades eingeschnitten sind und in der Umfangsrichtung (D3) des Rades im Abstand voneinander angeordnet sind.
Felge nach Anspruch 6, wobei die Schnittbereiche (101) um eine Länge eines Bogens entsprechend einem vorbestimmten Winkel (θ) um eine Mitte der Felge (30) im Abstand voneinander angeordnet sind, und der vorbestimmte Winkel (θ) gleich wie oder kleiner als etwa 5 Grad ist.
Felge nach Anspruch 6 oder 7, wobei ein wärmebeständiges Harz in dem Körperbereich (110) der einen oder mehreren Verbundfolien (100), welche die Basisschicht (310) bilden, imprägniert ist, wobei ein stoßfestes Harz in dem Außenbereich (120) und dem Innenbereich (130) der einen oder mehreren Verbundfolien (100), welche die Basisschicht (310) bilden, imprägniert ist, und wobei ein ermüdungsfestes Harz in der einen oder den mehreren Verbundfolien (100), welche die Verstärkungsschicht (320) bilden, imprägniert ist.
Fahrzeug, das eine Felge nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer Felge eines Fahrzeugrades, wobei das Verfahren aufweist: Vorbereiten einer Form entsprechend einer Gestalt der Felge (30); Vorbereiten einer Mehrzahl von Gewebelagen (100); Aufschichten der jeweiligen Gewebelagen (100) in mehreren Schichten in der vorbereiteten Form derart, dass Endabschnitte der jeweiligen Gewebelagen (100) in einer Umfangsrichtung der Form einander kontaktieren, wobei diskontinuierliche Grenzflächen der jeweiligen Gewebelagen (100) an den einander kontaktierenden Endabschnitten der jeweiligen Gewebelagen (100) und entlang einer Axialrichtung der Form ausgebildet sind und nicht zueinander ausgerichtet sind; und Einspritzen und Aushärten eines Harzes in die(den) geschichteten Gewebelagen (100).
Verfahren nach Anspruch 10, wobei jede der Gewebelagen (100) kontinuierliche Fasern aufweist.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei das Aufschichten aufweist: Formen einer Vor-Basisschicht (310) durch Anordnen einer oder mehrerer der Gewebelagen (100) in der vorbereiteten Form derart, dass die Endabschnitte der jeweiligen Gewebelagen (100) in der Umfangsrichtung der Form einander kontaktieren, und die diskontinuierlichen Grenzflächen der jeweiligen Gewebelagen (100) in der Vor-Basisschicht (310) an den einander kontaktierenden Endabschnitten der jeweiligen Gewebelagen (100) in der Vor-Basisschicht (310) in der Axialrichtung der Form ausgebildet sind; und Formen einer Vor-Verstärkungsschicht (320) durch Aufschichten einer oder mehrerer der Gewebelagen (100) an der Vor-Basisschicht (310) derart, dass die Endabschnitte der jeweiligen Gewebelagen (100) in der Vor-Verstärkungsschicht (320) in der Umfangsrichtung der Form einander kontaktieren, und die diskontinuierlichen Grenzflächen der jeweiligen Gewebelagen (100) in der Vor-Verstärkungsschicht (320) an den einander kontaktierenden Endabschnitten der jeweiligen Gewebelagen (100) in der Vor-Verstärkungsschicht (320) in der Axialrichtung der Form ausgebildet sind, wobei die diskontinuierlichen Grenzflächen, die in der Vor-Basisschicht (310) ausgebildet sind, und die diskontinuierlichen Grenzflächen, die in der Vor-Verstärkungsschicht (320) ausgebildet sind, nicht zueinander ausgerichtet sind.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei bei dem Formen der Vor-Verstärkungsschicht (320) die Gewebelagen (100) in mehreren Schichten aufgeschichtet werden, die eine oder mehreren Gewebeschichten (100) derart aufgeschichtet werden, dass die Endabschnitte der jeweiligen Gewebelagen (100) in der Vor-Verstärkungsschicht (320) in der Umfangsrichtung der Form einander kontaktieren, und die diskontinuierlichen Grenzflächen der jeweiligen Gewebelagen (100) in der Vor-Verstärkungsschicht (320) an den einander kontaktierenden Endabschnitten der jeweiligen Gewebelagen (100) in der Vor-Verstärkungsschicht (320) in der Axialrichtung der Form ausgebildet sind, und die diskontinuierlichen Grenzflächen der jeweiligen Gewebelagen (100) in der Vor-Verstärkungsschicht (320) nicht zueinander ausgerichtet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei bei dem Vorbereiten der Form die vorbereitete Form eine Gestalt entsprechend einer Gestalt der Felge (30) hat, wobei die Felge (30) einen Felgenkörper (31), der eine zylindrische Form hat, einen Felgenaußenabschnitt (32) und einen Felgeninnenabschnitt (33) aufweist, wobei der Felgenaußenabschnitt (32) und der Felgeninnenabschnitt (33) an beiden axialen Enden des Felgenkörpers (31) derart ausgebildet sind, dass sie einen vergrößerten Durchmesser haben, und wobei bei dem Vorbereiten der Gewebelagen (100) jede der Gewebelagen (100) einen Körperbereich (110), der den Felgenkörper (31) bildet, einen Außenbereich (120), der den Felgenaußenabschnitt (32) bildet, und einen Innenbereich (130) aufweist, der den Felgeninnenabschnitt (33) bildet, und der Außenbereich (120) und der Innenbereich (130) jeder der Gewebelagen (100) Schnittbereiche (101) aufweist, welche in der Axialrichtung der Form eingeschnitten sind und in der Umfangsrichtung der Form im Abstand voneinander angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Schnittbereiche (101) um eine Länge eines Bogens entsprechend einem Winkel (θ) um eine Mitte der Felge (30) im Abstand voneinander angeordnet sind, und der Winkel (θ) gleich wie oder kleiner als etwa 5 Grad ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei bei dem Formen das Harz durch Harztransferformen (RTM) in die(den) geschichteten Gewebelagen (100) eingespritzt und ausgehärtet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, ferner aufweisend: Vorbereiten einer Mehrzahl von Harzschichten (200) durch Formen eines Harzes, um eine Schichtform zu haben, wobei bei dem Aufschichten die Gewebelagen (100) und die Harzschichten (200) abwechselnd geschichtet werden, und wobei bei dem Formen die Gewebelagen (100) und die Harzschichten (200) einem Heißformpressen unterzogen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17, wobei bei dem Vorbereiten der Gewebelagen (100) jede der Gewebelagen (100) einen Körperbereich (110), der einen Felgenkörper (31) bildet, einen Außenbereich (120), der einen Felgenaußenabschnitt (32) bildet, und einen Innenbereich (130) aufweist, der einen Felgeninnenabschnitt (33) bildet, und der Außenbereich (120) und der Innenbereich (130) jeder der Gewebelagen (100) mit Schnittbereichen (101) gebildet sind, welche in der Axialrichtung der Form eingeschnitten sind und in der Umfangsrichtung der Form im Abstand voneinander angeordnet sind, und wobei bei dem Aufschichten eine wärmebeständige Harzschicht (210) in dem Körperbereich (110) jeder der Gewebelagen (100) angeordnet wird, eine stoßfeste Harzschicht (220) in dem Außenbereich (120) und dem Innenbereich (130) jeder der Gewebelagen (100) angeordnet wird, und eine ermüdungsfeste Harzschicht (230) in der Vor-Verstärkungsschicht (320) imprägniert wird.