JPH10249856A - 複合材料よりなる部品の予備成形物の製造方法および装置 - Google Patents

複合材料よりなる部品の予備成形物の製造方法および装置

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JPH10249856A
JPH10249856A JP9313474A JP31347497A JPH10249856A JP H10249856 A JPH10249856 A JP H10249856A JP 9313474 A JP9313474 A JP 9313474A JP 31347497 A JP31347497 A JP 31347497A JP H10249856 A JPH10249856 A JP H10249856A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】予備集成繊維からリム予備成形物を製造する方
法および装置を提供することを目的とする。 【解決手段】変形可能なメッシュを構成する2つの配向
に沿った予備集成繊維を予備成形用マトリックスに設置
することによって回転軸線を有するリム予備成形物また
はリム要素予備成形物を製造する方法において、繊維の
ストリップの巻き体を繊維の対称配向で予備成形用マト
リックスの円周に留め、それにより実質的に円周方向の
配向の張力を施すことによって巻き体を予備成形用マト
リックスの全面を覆うまで張り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は複合材料よりなる部品
用、より詳細には、ホイール、リムまたはリム要素用の
強化構造体の製造に関する。
【0002】
【従来技術および発明が解決しようとする課題】複合材
料よりなるホイールまたはリムを製造する方法が多く既
存している。特に、強化熱可塑性樹脂の高精度射出成
形、または強化された熱硬化性樹脂の圧縮成形について
述べる。これらの技術はステープルファイバを必要と
し、その結果、仕上げ製品の機械特性が並になり、並び
に成形中の強化繊維の変位により機械的最適化が困難に
なる。連続繊維を使用したい場合、既存のファブリック
を選択するのがよい。より工業的には、RTM(樹脂ト
ランスファー成形)方法または任意の誘導体方法として
知られる複合部品を製造する方法を選択することもでき
る。この方法では、ガラス繊維、炭素繊維または任意の
他の種類の繊維のような強化材をもーるどのキャビティ
に予備配列する。かくして、これらの強化材は最終の複
合部品の「予備成形物」を形成する。強化材を適所に設
置して構造化するこの操作は「予備成形」として知られ
ている。次いで、真空下或いはトラスンファー成形圧力
で樹脂を予備成形物を通してモールド中へ移送し、次い
で適当な温度で架橋する。
【0003】工業的製造の場合、射出モールドの使用を
最適化するために、予備成形物を射出モールドの外側に
用意するのがよい。この場合、予備成形物は、これらの
射出モールドに位置決めし易くするために、しばしば、
例えば、熱可塑性バインダにより剛性化される。予備成
形物の製造はRTM方法において、特に、例えば、タイ
ヤリムの場合にそうであるように、強烈な窪みを有する
形状において不可欠の工程である。フランス特許第 259
5621号は、織られたものでも或いは編まれたものでも、
いずれにしても、変形可能なメッシュを有する繊維組織
を、製造すべき構造体の形状と同様な形状を有する予備
成形用マトリックスに、メッシュの自動順応により予備
成形用マトリックスの形状に合うように設置することに
よって複合材料の部品用の回転予備成形物を製造ことを
提案している。この方法は、繊維組織を予備成形用マト
リックスにその軸方向端部のところで設置してメッシュ
が構造体の軸方向に対して両傾斜辺を有するようにし、
次いで組織に軸方向の張力を施しながら、繊維組織を予
備成形用マトリックスに他方の端部に向けて次第に設置
することよりなる。
【0004】この方法によれば、構造体の軸方向に対し
てファブリックの強化繊維の対称配向が得られ、これは
タイヤリムの場合に適当ではなく、タイヤリムのために
は、強化繊維の円周方向および軸方向の配向を得るのが
望ましい。ヨーロッパ特許出願第 EP0327173号は連続繊
維を軸方向に、次いで円周方向に巻付けることによって
複合ホイールの予備成形物の製造についての解決策を提
供している。しかしながら、この方法は遅く、設備に多
大の費用を必要とする。本発明の目的は予備集成繊維か
らリム予備成形物の製造のための他の簡単な技術を提供
することである。予備集成繊維の構造体は例えば織製フ
ァブリックであるのがよい。このようなファブリックは
経糸および充填糸より織ることにより形成される。
【0005】このようなファブリックで予備成形物を製
造するために、経糸繊維および充填繊維を所望の機械的
強化方向、この場合、軸方向および円周方向に適用す
る。これらの条件下で、リムのような長い窪みを有する
表面にファブリックを直接張り付けると、しわが現れ、
予備成形を実現することができない。
【0006】
【課題を解決する手段】本発明によれば、2つの配向に
沿って予備集成されて変形可能なメッシュを構成する予
備集成繊維を予備成形用マトリックスに設置することに
よって回転軸線を有するリムの予備成形物またはリム要
素の予備成形物を製造する方法において、上記予備集成
繊維のストリップを回転体のまわりに巻付けて所定数の
予備集成繊維層を有する巻き体を得、繊維(5、6)が
角度アルファの第1配向およびアルファ未満の角度ベー
タの第2配向に沿って軸方向配向に対して配置されるよ
うに上記巻き体を予備成形用マトリックスのより大きい
直径の円周に留め、実質的に円周方向の配向の張力およ
び上記角度アルファを増大させる傾向のあるような方向
の張力を施すことによって、上記巻き体を予備成形用マ
トリックスの全面を覆うまで漸次的に張り付けることを
特徴とする予備成形物の製造方法が提供される。
【0007】ファブリックのストリップの第1教科繊維
の傾斜角度アルファは好ましくは65度と85度との間
である。本発明によるリム予備成形物の製造方法は、構
造体の軸方向および円周方向に近い、予備成形物の強化
繊維の配向を生じるという利点がある。好ましくは、ス
トリップの巻き体を予備成形用マトリックス全体に張り
付けた後、この巻き体を半径方向の圧力による予備成形
用マトリックスに当てて圧縮する。この工程は、仕上げ
られた複合部品における強化繊維の含有量を増大させて
機械特性を向上させるという利点がある。また、本発明
によれば、リム予備成形物またはリム要素予備成形物の
製造装置において、上記予備成形物の内側輪郭に対応す
る外側回転輪郭を有する予備成形用マトリックスと、2
つの配向に沿って予備集成された変形可能なメッシュを
構成する予備集成繊維のストリップの巻き体を上記予備
成形用マトリックスのより大きい円周に留める手段と、
実質的に円周方向の張力を施すことによって上記巻き体
を張り付ける手段とを備えたことを特徴とする予備成形
物を製造する装置が提供される。
【0008】巻き体を張付ける手段は所定セクタ上で巻
き体と接触するようになっている張付け面を有する張付
けシューを備え、上記張付け面は、最大直径が上記予備
成形物の大きい方の外径より少なくとも大きい軸方向入
口輪郭を有する入口帯域と、上記予備成形物の最終外側
輪郭に対応する軸方向出口輪郭を有する出口帯域と、上
記軸方向入口輪郭から上記軸方向出口輪郭に向けて漸次
円周方向に展開する軸方向輪郭を有する転移帯域とを有
しており、予備成形用マトリックスおよび上記張付けシ
ューを相対回転可能に保持/設置する手段と、上記張付
けシューを上記巻き体の上記セクタに付き当てる手段と
を備えている。
【0009】好適な実施例では、シューの張付け面の転
移帯域の円周輪郭の円周方向展開はすべて、上記円周方
向輪郭が、巻き体を初めに取り付けるべきであるより大
きい直径の円周に軸方向に近づくにつれて、速くなる。
【0010】
【実施例】添付図面を参照して、例示のためであって限
定のためのものではない本発明の実施例を以下に説明す
る。図1に示すリム予備成形物1は、以下で分かるよう
に、経糸繊維および充填繊維が軸方向および円周方向に
沿って配置された幾つかの重畳ファブリック層で構成さ
れている。この予備成形物1は回転軸線YY’を有して
いる。その2つの軸方向端部は前側フランジ2および後
側フランジ3である。このようなリム予備成形物1を製
造する際の難点は横断面における半径の長さの大きな変
化に起因している。予備成形物1を製造するためのファ
ブリック4の例が図2に示されている。このファブリッ
ク4は互いに角度gをなす充填繊維5および経糸繊維6
で構成されている。このようなファブリック4は辺a、
bの単位メッシュで構成されるものと考えることができ
る。これらの長さa、bは同じ織り構成に設けられた2
種の充填繊維5と経糸繊維6との間の距離に対応してい
る。ファブリック4を充填繊維5および経糸繊維6の方
向と異なる方向に引っ張ると、ファブリック4の各単位
メッシュは変形されて平行四辺形を構成し、長さa、b
は一定のままであるが、角度gは変化する。gの最大お
よび最小限度gmax、gminは実験で測定すること
ができる。本発明の方法に使用されるファブリックは好
ましくはg角度が90度程度である。90度から±30
度の範囲にあるgの値を有するファブリックを使用する
ことができる。
【0011】「ストリップ」と称するものはストリップ
の幅に対する角度αおよびβで配向され、且つ所定のリ
ムに相当する幅に切られた繊維で構成されたファブリッ
ク4のストリップである。図4は予備成形用マトリック
スに適用するように用意されたこのようなストリップ7
を示している。このストリップ7はファブリック4をそ
の経糸6および充填糸5の方向に対するバイアスで切断
することによって得られる。図4の場合、切断はファブ
リック4の経糸6の方向に対するP/2−aに等しい角
度wに対応するバイアスで行われる。この角度wは好ま
しくは10度25度との間である。予備成形用マトリッ
クスに巻かれると、軸線D’Dは円周方向に対応し、軸
線X’Xは軸方向に対応する。
【0012】また、この切断は充填糸に対するバイアス
で行うことができる。予備成形物の製造における第1工
程は所定数の繊維層を得るまで、このストリップ7を回
転体、例えば、円筒形外筒に巻き付けることよりなる。
この円筒形外筒の外径は好ましくは予備成形用マトリッ
クス8の大きい方の直径に同じであるが、これは必要で
はない。この外筒の直径がマトリックス8の直径と異な
る場合、半径方向の延長(巻き体の直径の増大)または
軸方向の延長(巻き体の直径の減少)により外筒の直径
をマトリックス8の直径に等しくするのがよい。この中
間工程は予備集成繊維の配向角度を変更するために有用
であることもある。図5は予備成形用マトリックス8を
示している。また、このマトリックス8は回転軸線Y
Y’と、製造すべき予備成形物1の内側輪郭に対応する
半径方向外側輪郭とを有している。その軸方向端部2
0、21は予備成形物1の前側フランジ2および後側フ
ランジ3に対応する。これらの軸方向端部はより大きい
外径を有している。従って、巻き体が初めに例えばフー
プ24の手段により円周方向に留められべきであるのは
これらの端部の一方、例えば、端部20にである。
【0013】巻き体を予備成形用マトリックス8に張付
ける装置が図6および図7に概略的に示されている。図
6は予備成形用マトリックス8、張付けシュー10およ
び3つの圧縮シュー11の正面図である。張付けシュー
10および圧縮シュー11はシリンダ─ピストンユニッ
ト13により保持され、またリム予備成形物1の対応セ
クタに当たるように移動することができる。予備成形用
マトリックス8はフレーム14に留められ、また予備成
形用マトリックス8をモータ15により回転駆動するこ
とができる。シリンダ─ピストンユニット13は支持体
16によりフレーム14に留められる。予備成形物の製
造後の予備成形物を取出し易くするために、予備成形用
マトリックス8は有利には最小直径の円周平面において
分離することができる2つの部分で構成されるのがよ
い。
【0014】図7から分かるように、圧縮シュー11は
予備成形物1に対する張付け面を有しており、この表面
の軸方向輪郭は製造すべき予備成形物1の外側軸方向輪
郭に対応している。図8は張付けシュー10の側面図お
よび張付けシューを通る3つの横断面図である。このシ
ュー10は円周方向に3つの帯域、つまり、入口帯域、
転移帯域および出口帯域を有している。図8中で、8
a、8b、8cは、線AA、BBおよびCCに対応して
張付けシュー10を通る3つの横断面を示しており、図
8において、参照数字22、23は予備成形用マトリッ
クス8の対応帯域20、21に当たるようになっている
帯域を示している。図8の8aは図8の断面AAに沿っ
た入口帯域を通る横断面図であり、この帯域における張
付け面の軸方向輪郭は製造すべき予備成形物1の大きい
方の外径より大きいか或いはそれにに等しい直径を有し
ている。図8の8cは図8の線CCに沿った出口帯域を
通る横断面図である。この横断面は予備成形物1の最終
の外側輪郭に対応する軸方向輪郭を有している。最後
に、図8の8bは図8の線BBに沿った転移帯域を通る
横断面図である。この場合、軸方向輪郭は入口帯域の輪
郭と出口帯域の輪郭との中間である。尚、軸方向端部2
0側の輪郭はすでに出口輪郭のものであり、他方の側で
は、転移が完全ではない。従って、転移帯域における張
付け面の軸方向輪郭の展開は巻き体が初めに張付けられ
る軸方向端部20に近づくにつれて速くなる。
【0015】本発明による方法は下記の如くである。 ─ 製造すべき予備成形物1に必要な多数のファブリッ
ク層を得るために予備成形物1の軸方向端部20、21
の直径に等しい外径の外筒にストリップ7を巻き付け、 ─ 張付けシュー10および圧縮シュー11は予備成形
用マトリックス8から半径方向に隔てられた位置にあ
り、ストリップ7の巻き体を予備成形用マトリックス8
の一方の軸方向端部に留め、 ─ 上記マトリックスの各箇所が入口帯域から出口帯域
に向けてシュー10の張付け面に対して移動する方向に
予備成形用マトリックスを軸線YY’のまわりに回転設
置し、 ─ 予備成形物1の最終厚さを得るまでストリップ7の
巻き体に当たるように張付けシュー10を半径方向に変
位させ、 ─ 同じ最終厚さでストリップの巻き体に当たるまで圧
縮シューを半径方向に変位させ、 ─ 予備成形用マトリックスの回転と止め、 ─ 仕上げられた予備成形物を取り出す。
【0016】予備成形用マトリックス8に張付けられた
位置で係止されるまで予備成形用マトリックス8の軸方
向端部20の高さで係止された繊維に対して異なる層の
繊維の漸次的摺動を生じるのは張付けシュー10と巻き
体の外層との間の円周方向配位摩擦力である。これらの
摩擦力が実際には円周方向であるためには、マトリック
ス8の回転速度および張付けシュー10の漸進速度が同
期化されることが重要である。実際、シュー10が巻き
体に当たると、最小数の回動が起こることが必要であ
る。この回動数は必ず1より大きいか或いは1に等しく
なければならないが、適切な張付けを行うために、約1
0であることができる。マトリックスの回転速度は不可
欠のパラメータではなく、1秒あたり数回転の速度が全
く満足すべきものである。
【0017】軸方向に対する経糸繊維6の配向aは好ま
しくは、予備集成繊維の在来の構造の場合、初めは65
度と80度との間であり、これは10度と25度との間
の値に対応する。方法を適用することができるために
は、実質的に円周方向の配位に沿った繊維、例えば、経
糸を予備成形用マトリックスに螺旋状に巻き、これらの
糸の一端をリムフランジの一方に留め、他端が他方のフ
ランジのところで自由であることが必要である。従っ
て、90度のα値で張付けを行うことが重要である。他
方、非常に変形可能なファブリックの場合、例えば、経
糸と充填糸との間の90/10のアンバランスでは、9
0度に非常に近い、すなわち、85度のα値で経糸繊維
を張付けることが可能である。
【0018】ストリップ7の巻き体に向かう張付けシュ
ー10の半径方向の移動により、充填繊維の角度aを増
大させるか、或いはこれらの繊維を円周方向に寄せ集め
る傾向がある円周方向の摩擦力を生じる。これらの力
は、ストリップ7の巻き体が予備成形用マトリックス8
の輪郭に順応するまで、ストリップ7の巻き体の層の漸
次的円周方向変位を生じる。張付けシュー10の転移帯
域の輪郭の円周方向および半径方向の漸次的展開により
ストリップ7の巻き体の位置決めを行うことができ、こ
の位置決めも漸次的である。張付けシュー10のストロ
ークの終了時に、予備成形物1を所望の形状で安定化さ
せるために圧縮シューを半径方向に引き上げる。この安
定化を容易にするために、張付け装置を、予備成形用マ
トリックス8を加熱および冷却する手段に組み入れるこ
とにより補足することが有利である。これらの手段は特
に、図10に示すように少なくとも一方の圧縮シュー1
1に連結された高温空気源よりなるのがよい。このシュ
ーは中空であり、また半径方向の穴31を有している。
予備成形用マトリックス8にも、対応する半径方向の穴
32が一様にあけられている。高温空気の流れはシュー
と予備成形用マトリックスとの間に存在し、ストリップ
7の巻き体が収容される空間を通る。次いで、この流れ
は予備成形用マトリックス8の軸線内に位置決めされた
チャンネル33に中へ排出される。
【0019】この場合、ファブリックは熱可塑性の予備
成形用バインダを備えていなければならない。ストリッ
プ7の巻き体を予備成形用マトリックス上の適所に設置
した後、高温空気の流れは巻き体を通過させられ、この
流れにより熱可塑性バインダを溶融させる。次いで、バ
インダが溶解されている間、巻き体を予備成形用マトリ
ックスに予め張付ける。張付けが完了すると、高温空気
の流れは予備成形物1を冷却するために低温空気の流れ
と交換され、予備成形用バインダを固化し、かくして生
成された予備成形物を安定化する。すると、この予備成
形物を変形することなしに容易に取り扱うことができ
る。本発明による方法の変形例によれば、予備成形用マ
トリックス8のまわりにファブリックのストリップ7を
巻きことおよびシュー10による上記マトリックス8に
巻き体を張付けることは同時に行われる。
【0020】製造すべき予備成形物の厚さが可なりのも
のである場合、ストリップの張付けを幾つかの次々の操
作で行うこともできる。「Les Fils d'Auguste Chomara
t et Cie」のフランス特許第AF43.0391 号の2x2ツウ
ィル(twill) (そのγ極値は53度および129度であ
る)をファブリックとして使用した本発明の方法の実施
の3つの例を以下に説明する。リム予備成形物は6J1
5リムに相当する。使用した繊維はガラス繊維である。
以下の表1はaの初めの値の関数としてリム予備成形物
の製造後に測定した角度a、b、gの結果を示してい
る。 表1 初めの値a/b(度) 70/20 75/15 80/10 元のガンマ 90 90 90 最小ガンマ 68 55 40 最大ガンマ 105 90 90 ガンマの変化 37 35 50 元のアルファ 60 75 80 最小アルファ 60 75 70 最大アルファ 70 80 80 アルファの変化 10 5 10 元のベータ 30 15 10 最小ベータ 0 ─20 ─40 最大ベータ 30 15 10 ベータの変化 30 35 50 3つの場合、経糸繊維の配向の変化は非常にわずかであ
り、従って、これらの繊維は実質的にもとの配向のまま
である。他方、充填繊維は予備成形物の直径の激しい変
化に対するファブリックの順応に関連された激しい変化
を示している。第3の場合だけ、行った測定は過剰に大
きい変形(ファブリックの変形限度未満の測定値gmi
n)をファブリックに課したことを示しているものと思
われる。この結果、張付けにおける幾つかの非常に局部
的な難しさが生じた。
【0021】すでに述べたように、ホイールリムの場
合、作動中のリムの機械的強度を最適にするために強化
繊維の配向をできるだけ円周方向であるようにすること
が望ましい。しかも、圧力下での破壊に対する良好な機
械的耐性を得るために、準軸方向配向状態の繊維を幾ら
か有することが適切である。本発明の方法によれば、充
填繊維のこの実質的に円周方向の配向を得ることができ
る。また、充填糸10%対経糸90%の割合までアンバ
ランスにされた経糸/充填糸比のファブリックを使用す
ることができ、かくして、円周方向の強化を行うことが
できる。アンバランス化ファブリックを得る他の変形例
は経糸における或る割合の炭素繊維またはアラミド繊維
をガラスファブリックに導入することよりなる。
【0022】予備成形物はかくして製造され、必要な
ら、優れた形状寸法を確保するために前側および後側フ
ランジの端部を切断し、次いで、これらを閉鎖モールド
に入れ、真空またはわずかな圧力下で熱硬化性樹脂を射
出し、これを架橋して仕上げリムを得ることができる。
自動車用のホイールリム予備成形物の製造に関して本発
明の方法を説明した。この方法は軸方向および円周方向
における強化繊維の配向が可なりである、回転軸線を有
する複合材料の部品の予備成形物の製造にも使用するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】リム予備成形物の図である。
【図2】強化ファブリックの図である。
【図3】図1のファブリックのようなファブリックの変
形性を示す図である。
【図4】ファブリックのストリップを示す図である。
【図5】予備成形用マトリックスを示す図である。
【図6】張付け装置を示す図である。
【図7】図6の張付け装置の側面図である。
【図8】張付けシューの側面図および張付けシューを通
る3つの横断面図である。
【図9】張付け装置の改良を示す図である。
【符号の説明】
1 予備成形物 2 前側フランジ 3 後側フランジ 4 ファブリック 5 充填繊維 6 経糸繊維 7 ストリップ 8 予備成形用マトリックス 10 張付けシュー 11 圧縮シュー 13 シリンダ─ピストンユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランソワ フィンク フランス 63100 クレルモン フェラン シュマン ド フォンベルー 16 (72)発明者 イヴ ヴェルヌ フランス 63800 クールノン ドーヴェ ルニュ アンパッセ ド ブーロー 9

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2つの配向に沿って予備集成されて変
    形可能なメッシュを構成する繊維(5、6)を予備成形
    用マトリックス(8)に設置することによって回転軸線
    を有する複合材料よりなる部品の予備成形物を製造する
    方法において、 上記予備集成繊維のストリップ(7)を回転体のまわり
    に巻付けて所定数の予備集成繊維層を有する巻き体を
    得、 繊維(5、6)が角度アルファの第1配向およびアルフ
    ァ未満の角度ベータの第2配向に沿って軸方向配向に対
    して配列されるように上記巻き体を予備成形用マトリッ
    クスのより大きい直径の円周に固定し、 実質的に円周方向の配向の張力および上記角度アルファ
    を増大させる傾向のあるような方向の張力を施すことに
    よって、上記巻き体を予備成形用マトリックス(8)の
    全面を覆うまで漸次的に張り付けることを特徴とする予
    備成形物の製造方法。
  2. 【請求項2】 角度アルファが65度と85度との間で
    あることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 上記ストリップ(7)は予備集成繊維の
    構造体(4)をその経糸繊維(6)または充填繊維
    (5)の方向に対してバイアスで切断することによって
    得られることを特徴とする請求項1および2のうちのい
    ずれか1項に記載の方法。
  4. 【請求項4】 巻付けが円筒形外筒上に行われることを
    特徴とする請求項1ないし3のうちのいずれか1項に記
    載の方法。
  5. 【請求項5】 巻付けが予備成形用マトリックス(8)
    上に直接行われることを特徴とする請求項1ないし3の
    うちのいずれか1項に記載の方法。
  6. 【請求項6】 巻き体を予備成形用マトリックス(8)
    全体に張り付けた後、半径方向の圧力の付加により上記
    巻き体を上記予備成形用マトリックス(8)に当てて圧
    縮することを特徴とする請求項1ないし5のうちのいず
    れか1項に記載の方法。
  7. 【請求項7】 上記予備集成繊維(5、6)は予備成形
    用バインダを含有しており、上記巻き体を予備成形用マ
    トリックス(8)への張付前或いは張付中に加熱して上
    記予備成形用バインダを溶融することを特徴とする請求
    項1ないし6のうちのいずれか1項に記載の方法。
  8. 【請求項8】 巻き体を予備成形用マトリックス(8)
    全体に張り付けた後、得られた予備成形物(1)を冷却
    して予備成形用バインダを固化することを特徴とする請
    求項7に記載の方法。
  9. 【請求項9】 予備集成繊維(5、6)は炭素繊維およ
    びアラミド繊維よりなる群から選択され、経糸方向に配
    列されたガラス繊維であることを特徴とする請求項1な
    いし8のうちのいずれか1項に記載の方法。
  10. 【請求項10】 複合材料よりなる上記部品はリムまた
    はリム要素であることを特徴とする請求項1ないし9の
    うちのいずれか1項に記載の方法。
  11. 【請求項11】 回転軸線を有する複合材料よりなる部
    品の予備成形物を製造する装置において、 上記予備成形物(1)の内側輪郭に対応する外側回転輪
    郭を有する予備成形用マトリックス(8)と、 2つの配向に沿って予備集成された変形可能なメッシュ
    を構成する所定数の繊維層の巻き体を上記予備成形用マ
    トリックスのより大きい円周に留める手段と、 実質的に円周方向の張力を施すことによって上記巻き体
    を張り付ける手段とを備えたことを特徴とする予備成形
    物を製造する装置。
  12. 【請求項12】 上記巻き体を張り付ける手段(10、
    13、14、15、16)は、 所定セクタ上で巻き体と接触するようになっている張付
    け面を有する張付けシュー(10)を備え、上記張付け
    面は、最大直径が上記予備成形物の大きい方の外径より
    少なくとも大きい軸方向入口輪郭を有する入口帯域と、
    上記予備成形物の最終外径に対応する軸方向出口輪郭を
    有する出口帯域と、上記軸方向入口輪郭から上記軸方向
    出口輪郭に向けて漸次円周方向に展開する軸方向輪郭を
    有する転移帯域とを有しており、 予備成形用マトリックスおよび上記張付けシューを相対
    回転可能に保持/設置する手段(14、15、16)
    と、 上記張付シュー(10)を上記巻き体の上記セクタに付
    き当てる手段(13)とを備えていることを特徴とする
    請求項11に記載の装置。
  13. 【請求項13】 シューの張付面の転移帯域の円周方向
    輪郭の円周方向展開は、上記円周方向輪郭が、巻き体を
    初めに留めるべきであるより大きい直径の円周に軸方向
    に近づくにつれて、速くなることを特徴とする請求項1
    2に記載の装置。
  14. 【請求項14】 圧縮手段を更に備え、該圧縮手段は、
    巻き体に対する張付け面が上記予備成形物の外側輪郭に
    対応する寸法形状を有する少なくとも1つの圧縮シュー
    (11)と、上記圧縮シューを上記巻き体の外面に付き
    当てる手段とよりなることを特徴とする請求項11ない
    し13のうちのいずれか1項に記載の装置。
  15. 【請求項15】 上記予備成形用マトリックス(8)を
    加熱したり冷却したりする手段(31、32、33)を
    更に備えていることを特徴とする請求項11ないし14
    のうちのいずれか1項に記載の装置。
  16. 【請求項16】 予備成形用マトリックスを加熱したり
    冷却したりする手段は高温または低温空気を張付シュー
    および圧縮シューのうちの少なくとも一方および予備成
    形用マトリックスに通し、上記シューおよび上記予備成
    形用マトリックスに設けられた半径方向の穴(31、3
    2)を通過させる手段よりなることを特徴とする請求項
    15に記載の装置。
  17. 【請求項17】 複合材料よりなる上記部品はリムまた
    はリム要素であることを特徴とする請求項11ないし1
    6のうちのいずれか1項に記載の装置。
  18. 【請求項18】 回転軸線を有する複合材料よりなる部
    品を製造する方法において、 請求項1ないし10うちのいずれかにより少なくとも1
    つの予備成形物(1)を製造し、 上記予備成形物をモールドの適所に入れ、 真空下で且つ/或いはトランスファー成形圧力で樹脂を
    上記予備成形物を通して移送し、 上記樹脂を少なくとも適当な温度で架橋することを特徴
    とする部品を製造する方法。
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Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6726292B1 (en) * 2000-07-27 2004-04-27 Daimlerchrysler Corporation Full off-set two-piece fiber reinforced composite wheel using spoke or web area box sections
US6347839B1 (en) * 2000-09-25 2002-02-19 Polymeric Corporation The Composite rim
DE10145630A1 (de) * 2001-09-15 2003-04-30 Bayerische Motoren Werke Ag Gebautes Rad aus Faserverbundwerkstoff
EP1342553B1 (de) * 2002-03-08 2016-05-18 Airbus Operations GmbH Verfahren zum Herstellen eines Fensterrahmens für Flugzeuge aus faserverstärktem Kunststoff und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE10251580B4 (de) * 2002-03-08 2013-01-10 Airbus Operations Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Bauelementes aus faserverstärktem Kunststoff
FR2836865B1 (fr) 2002-03-11 2004-05-14 Michelin Soc Tech Roue avec jante composite realisee par procede rtm
US6991300B2 (en) * 2002-07-31 2006-01-31 James Colegrove Optimum compaction low void composite bicycle wheel rim
US7040714B2 (en) * 2002-08-21 2006-05-09 Daimlerchrysler Corporation Composite wheel and method for manufacturing the same
WO2004074010A2 (en) * 2003-02-14 2004-09-02 Trek Bicycle Corporation Light weight and high performance braking composite bicycle wheel rim
US20050104441A1 (en) * 2003-11-19 2005-05-19 Bertelson Peter C. Fiber reinforced composite wheels
EP1543995A1 (en) * 2003-12-18 2005-06-22 Ford Global Technologies, LLC Method for making plastic products and product made by such a method
US8002362B2 (en) * 2004-02-17 2011-08-23 Trek Bicycle Corporation Optimal thermal properties in light weight and high performance braking composite clincher or tubular tire bicycle wheel rim
CN101180607B (zh) 2005-06-15 2011-08-03 松下电器产业株式会社 处理器
DE102006010445B4 (de) * 2006-03-03 2014-02-13 Denk Engineering Gmbh Felge
DE102007025556B4 (de) * 2007-05-31 2010-06-17 Eurocopter Deutschland Gmbh Verfahren zur Herstellung von Bauelementen aus Faser verstärkten Kunststoffen
US8042766B2 (en) * 2008-07-07 2011-10-25 Honeywell International Inc. Hybrid aircraft wheel comprising metal and composite portions
US8136758B2 (en) * 2008-07-11 2012-03-20 Honeywell International Inc. Hybrid strut comprising metal and composite portions
US20110204707A1 (en) * 2008-09-03 2011-08-25 Cfusion Pty Ltd Method of molding a fibre-reinforced composite wheel
WO2010092081A1 (en) 2009-02-12 2010-08-19 Kringlan Composites Ag Method and apparatus for producing parts of fiber reinforced plastics
DE102010015199B9 (de) 2010-04-16 2013-08-01 Compositence Gmbh Faserführungsvorrichtung und Vorrichtung zum Aufbau eines dreidimensionalen Vorformlings
US20130049443A1 (en) * 2011-08-26 2013-02-28 Basf Se Wheel for a motor vehicle
CN103796875B (zh) 2011-09-14 2016-09-14 宝马股份公司 车轮的轮辋和具有该轮辋的车轮
US8691133B2 (en) * 2011-10-21 2014-04-08 Windsor Chou Recyclable plastic composite wheel rim fabrication method
NL2009595C2 (en) 2012-10-09 2014-04-14 Louis Huidekoper Vehicle wheel.
EP2909044B1 (en) * 2012-10-19 2017-12-13 RI-BA Composites - S.r.l. Con Unico Socio Motor vehicle rim made of a composite material and relative manufacturing method
ITBO20120569A1 (it) * 2012-10-19 2014-04-20 Ri Ba Composites S R L Con Unico Socio Cerchio per autoveicoli in materiale composito e relativo metodo di produzione
ITBO20120570A1 (it) * 2012-10-19 2014-04-20 Ri Ba Composites S R L Con Unico Socio Cerchio per autoveicoli in materiale composito e relativo metodo di produzione
NL2010341C2 (en) 2013-02-21 2014-08-25 Louis Huidekoper Vehicle wheel.
US9663144B2 (en) * 2013-06-07 2017-05-30 Aktiebolaget Skf Steering knuckle comprising fiber reinforcement
NL2011783C2 (en) * 2013-11-11 2015-05-13 Luinstra Beheer B V A wheel and method of manufacturing.
DE102015004232B4 (de) * 2015-03-31 2018-12-20 Audi Ag Verfahren zur Umformung eines flächigen Halbzeugs zu einer dreidimensionalen Hohlkörperkontur
ES2645752B1 (es) * 2017-03-31 2018-09-17 Tecnoquark Tooling, S.L. Procedimiento y sistema de fabricación de un cuerpo de revolución con fibra de vidrio y fibra de carbono, y cuerpo de revolución resultante
JP7182613B2 (ja) * 2017-08-18 2022-12-02 カーボン・レボリューション・リミテッド 複合ホイールのリム繊維アーキテクチャ
IT201700113948A1 (it) * 2017-10-10 2019-04-10 Campagnolo Srl Cerchio di ruota di bicicletta
TWI637842B (zh) * 2017-12-15 2018-10-11 和成欣業股份有限公司 模具及使用該模具以成型複合材料輪圈之方法
US10792843B2 (en) * 2018-08-23 2020-10-06 Marshal Industrial Corp. Method of manufacturing a carbon fiber wheel rim
DE102019101425B4 (de) * 2019-01-21 2021-12-23 Otto Fuchs - Kommanditgesellschaft - Verfahren zum Herstellen eines Felgenringes aus einem Faserverbundwerkstoff sowie Flechtkern zum Herstellen eines solchen Felgenringes
US11807039B2 (en) * 2019-02-05 2023-11-07 Lacks Enterprises, Inc. Composite wheel construction apparatus and method

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3140968A (en) * 1960-01-11 1964-07-14 H I Thompson Fibert Glass Comp Method and apparatus for helically winding strips on edge under pressure
US4273601A (en) * 1977-10-31 1981-06-16 Structural Composites Industries, Inc. Method for the production of elongated resin impregnated filament composite structures
US4294490A (en) * 1980-02-06 1981-10-13 Motor Wheel Corporation Fiber-reinforced composite wheel construction
US4749235A (en) * 1984-11-21 1988-06-07 The Budd Company Composite wheel construction
US4774043A (en) * 1985-05-23 1988-09-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for production of a hollow shaft of fiber-reinforced plastic
FR2595621B1 (fr) * 1986-03-12 1988-11-04 Europ Propulsion Procede de fabrication d'une structure de renfort pour piece en materiau composite
JPS6368401A (ja) * 1986-09-09 1988-03-28 Mitsubishi Rayon Co Ltd 繊維強化プラスチツク製ホイ−ル
US4779347A (en) * 1987-08-10 1988-10-25 Shell Oil Company Method of determining the shape of a flat fabric pattern for application to a general curved surface
US5073315A (en) * 1989-12-19 1991-12-17 Bertelson Peter C Methods for making fiber reinforced wheels and other structural moldings

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