KR20230154762A - 최소한 하나 이상의 서브 프리폼(sub-preform)에서 형성된 플랜지 영역이 적용된 차량용 휠 림 및 휠 림 바디 제조 관련 방법 - Google Patents
최소한 하나 이상의 서브 프리폼(sub-preform)에서 형성된 플랜지 영역이 적용된 차량용 휠 림 및 휠 림 바디 제조 관련 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 섬유 복합 재료의 휠 림 바디(2)를 갖는 차량용 휠 림(1)에 관한 것이며, 이 경우 상기 휠 림 바디(2)는 차례로 제1 축방향 단부(3a)을 형성하는 제1 서브 프리폼(4)과 제1 서브 프리폼(4)의 결합 공동부(5)에 피팅되어 제1 서브 프리폼(4)으로부터 제1 축방향 단부(3a)의 반대편에 있는 제2 축방향 단부(3b)로 연장되는 제2 서브 프리폼(6)을 구비한다. 또한, 이 경우 상기 축 단부(3a, 3b) 사이에 축방향으로 형성되는 방사상 안쪽으로 돌출된 플랜지 영역(7)은 적어도 부분적으로 제1 서브 프리폼(4) 및/또는 제2 서브 프리폼(6)과 결합된 제3 서브 프리폼(8)으로부터 형성된다. 본 발명은 또한 차량용 휠 림(1)을 제조하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 섬유 복합 재료의 일반적으로 중공, 특히 (회전식) 대칭형 휠 림 바디를 갖는 차량용 휠 림에 관한 것이다.
기본적으로 섬유 복합 재료의 휠 림 바디를 갖는 차량용 휠 림은 선행 기술을 통해 공지되어 있다. 이러한 휠 림 바디는 일반적으로 탄소 섬유, 유리 섬유 또는 아라미드 섬유로 구성된 직조 직물, 비권축 직물(non-crimped fabric) 또는 편물(braiding)을 구비하며, 미리 함침되거나 나중에 수지가 주입된다. 경화 후, 이러한 휠 림 바디를 구비하는 차량용 휠 림이 제공된다.
또한, 섬유 복합 재료로 제작된 휠 림 바디는 자동차, 트럭 또는 기타 상용차는 물론 예를 들어, 모터 구동 이륜차와 같은 차량의 휠 허브에 부착하기 위해 제공되는 다른 부품에 연결될 수 있는 것으로 공지되어 있다.. 이러한 부품은 별 모양으로 형성되어 있는 경우가 많으며 일반적으로 금속 내지 알루미늄 합금과 같은 금속 합금 재료로 만들어진다.
하지만, 지금까지는 상기 (CFRP) 휠 림 바디를 생산하는 데 들이는 시간과 비용이 상당하였다. 또한, 이러한 휠 림 바디는 아직 원하는 만큼의 큰 하중을 견딜 수 없다. 특히 열하중, 압력은 물론 구심력도 더 잘 견뎌내야 한다. 또한 이러한 휠 림 바디는 매우 단단하고 가벼워야 한다.
이러한 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 차량용 휠 림, 즉 일반적으로 속이 빈, 특히 섬유 복합 소재의 (회전식) 대칭형 휠 림 바디를 갖는 차량용 휠 림에 의해 달성되며, 이 경우, 상기 림 바디는 차례로 제1 축방향 단부를 형성하는 제1 서브 프리폼 및 상기 제1 서브 프리폼의 결합 공동부 내에 피팅되어 상기 제1 서브 프리폼으로부터 상기 제1 축방향 단부 반대쪽의 제2 축방향 단부까지 이어지는 제2 서브 프리폼을 구비하며, 또한 이 경우, 상기 축방향 단부 사이에 축방향으로 형성되는 방사항 안쪽으로 돌출하는 플랜지 영역은 적어도 부분적으로 상기 제1 서브 프리폼 및/또는 상기 제2 서브 프리폼에 연결된 제3 서브 프리폼으로부터 형성된다.
여러 개의 상이한 서브 프리폼을 사용할 수 있기 때문에 상기 작업 단계를 병행 진행할 수 있어 시간이 절약된다. 플랜지 영역을 형성하는 또 다른(제3) 서브 프리폼을 통해 휠 스파이더의 중요한 연결 영역은 최대한 단단하고 하중을 견딜 수 있게 형성된다.
또한, 본 발명은 차량 휠 림용 섬유 복합 재료의 휠 림 바디를 제조하기 위한 특히 빠르고 안정적인, 즉 손실(loss)을 방지하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 했다.
본 발명에 따르면, 이 목적은 청구항 11의 특징을 구비하는 방법으로 달성된다.
이러한 차량 휠 림용 복합 섬유 재료의 휠 림 바디 제조 방법은, 강화 섬유(특히 탄소 섬유, 유리 섬유 및/또는 아라미드 섬유를 포함하는 NCF (noc-crimp fabric / 비권축 직물)을 구비하는 제1 서브 프리폼이 휠 림 바디의 제1 축방향 단부를 형성하도록 배열되고, 제2 서브 프리폼(제1 서브 프리폼과 동일하거나 유사한 강화 섬유를 구비)이 상기 제1 서브 프리폼의 결합 공동부에 삽입되며, 이 경우 상기 제2 서브 프리폼은 상기 제1 서브 프리폼부터 휠 림 바디의 제2 축방향 단부까지 연장되고, 그리고 이 경우 제3 서브 프리폼(상기 제1 서브 프리폼과 동일하거나 유사한 강화 섬유를 구비)은 상기 제1 서브 프리폼 및/또는 상기 제2 서브 프리폼에 부착되어 휠 림 스파이더에 연결되도록 준비된 방사상으로 안쪽으로 돌출된 플랜지 영역을 공동 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 차량용 휠 림의 바람직한 개선예가 종속항에 청구되어 있다. 마찬가지로 상기 방법의 바람직한 개선예도 종속항에서 청구되고 있다. 이러한 바람직한 개선예는 아래에서 자세히 설명된다.
따라서, 플랜지 영역이 또 다른 제4 서브 프리폼을 통해 함께 형성되는 경우에도 장점이 된다. 이를 통해 플랜지 영역의 강성이 더욱 증가한다.
또한, 상기 제3 서브 프리폼과 상기 제4 서브 프리폼이 각각 방사상으로 안쪽으로 돌출된 플랜지 영역을 직접적으로 함께 형성하는 칼라를 구비하는 것이 바람직하다. 따라서 상기 제3 및 상기 제4 서브 프리폼을 최대한 간단하게 구현할 수 있으므로 조립 수고를 최소화할 수 있다.
또한, 제조의 용이성을 위해 상기 제3 서브폼 및/또는 상기 제4 서브폼이 (기본적으로 축방향으로 돌출된) 환상 섹션을 구비하고 있는 경우가 바람직하며, 이 경우 해당 환상 섹션은 상기 제1 서브폼 및/또는 상기 제2 서브폼에 (특히 직접) 결합된다.
상기 제3 서브 프리폼과 상기 제4 서브 프리폼의 환상 섹션이 상기 플랜지 영역으로부터/서로에게서 멀리 반대 축방향으로 연장되는 경우 상기 플랜지 섹션의 강성이 더욱 증가한다.
또한, 상기 제3 서브 프리폼이 상기 제1 서브 프리폼의 결합 공동부에 함께 배치되는 경우에 장점이 된다 따라서 추가 정착제를 사용하지 않고도 휠 림 바디의 강성을 적합하게 높일 수 있다.
상기 제1 서브 프리폼이 플랜지 영역을 함께 구성하는 방사상으로 안쪽으로 돌출된 칼라를 구비하는 경우, 상기 플랜지 영역의 강성도 증가한다.
또한, 최대한 내구성이 강한 하이브리드 림을 구현하기 위해 금속,특히 알루미늄 합금과 같은 경금속 합금 재료의 림 스파이더를 나사 결합부를 통해 플랜지 영역에 (직접) 부착하는 경우가 바람직하다.
림 스파이더의 강성을 최적화하기 위해 상기 제3 서브 프리폼과 상기 제4 서브 프리폼의 칼라(및 더 바람직하게는 상기 제1 서브 프리폼의 칼라도)가 방사상으로 겹치는 지점에서 나사 피팅 홀이 플랜지 영역을 관통하는 경우도 바람직하다.
충전 코어(특히 섬유 다발 형태)가 한편의 상기 제2 서브 프리폼과 다른 한편의 상기 제3 서브 프리폼 및/또는 상기 제4 서브 프리폼 사이의 환상 공간에 삽입되는 경우에도 장점이 된다.
충분한 안정성을 위해서 상기 제2 축방향 단부와 관련하여, 상기 제2 축방향 단부를 직접 형성하는 제5 서브 프리폼이 상기 제2 서브 프리폼에 결합되는 경우에도 장점이 된다. 이 과정에서 상기 제2 서브 프리폼은 상기 제5 서브 프리폼의 결합 공동부에 삽입/피팅되어 그곳에서 그것과 결합되는 것이 보다 바람직하다.
따라서 상기 제2 서브 프리폼이 두 결합 공동부에서 상기 제1 서브 프리폼과 상기 제5 서브 프리폼에 특히 일체형 /통합형으로 고정 / 부착되는 경우에도 장점이 된다. 그러면 우수한 내구성이 보장된다.
모든 서브 프리폼이 동일한 수지/수지 혼합물로 주입되어 있으면 응집력이 있고 단단하지만 특히 가벼운 부품이 가능해진다.
상기 제1 서브 프리폼 및/또는 상기 제2 서브 프리폼 및/또는 상기 제3 서브 프리폼 및/또는 상기 제4 서브 프리폼이 및/또는 상기 제5 서브 프리폼이 NCF를 구비하거나 또는 NCF 재료로 완전히 형성될 때 최종 제품이 여전히 높은 하중 지지력을 가지면서 적은 비용을 유지하는 것이 입증되었다.
NCF는 'non-crimp fabric(비권축 직물)'을 의미한다. NCF는 병렬로 진행하며 연장된 하나 이상의 스레드 레이어로 구성된 직물이다. 상기 스레드는 일반적으로 교차점에 고정된다. 상기 고정은 접착 본드 또는 마찰 및/또는 형태 결합을 통해 물리적으로 이루어진다.
스레드 스크림(thread scrim)에는 다음과 같은 유형이 있다.
· 병렬 스레드의 날실을 고정하여 만든 단축 또는 단방향 스레드 스크림(monoaxial thread scrim),
· 병렬 스레드의 두 날실이 두개 축 방향으로 고정되는 이축 스레드 스크림(biaxial thread scrim),
· 병렬 스레드의 여러 날실이 상이한 축 방향으로 고정되는 다축 스레드 스크림(multiaxial thread scrim).
다층 비권축 직물의 스레드 레이어는 모두 방향이 다를 수 있으며, 또한 상이한 스레드 밀도와 스레드 섬도로 구성될 수 있다. 직조 직물에 비해 비권축 직물은 섬유-플라스틱 복합재의 강화 구조로서 더 나은 물리적 특성을 갖는 것으로 공지되어 있으며, 이 경우, 이는 본 발명이 위치한 기본적인 기술 분야이다. 왜냐하면 스레드가 늘어난 형태이므로 추가적인 구조적 신장이 없고 스레드의 방향이 해당 용도에 맞게 특별히 정의될 수 있기 때문이다.
NCF가 단축/단방향 또는 이축(예: +/- 45° 스레드 포함) 또는 다축 비권축 직물(특히 탄소 섬유, 유리 섬유 또는 아라미드 섬유 소재)인 경우에 해당 휠 림 바디가 적용된 특히 고하중 차량용 휠 림 생산을 할 수 있음이 입증되었다.
상기 제1 서브 프리폼 및/또는 상기 제2 서브 프리폼 및/또는 상기 제3 서브 프리폼 및/또는 상기 제4 서브 프리폼 및/또는 상기 제5 서브 프리폼이 멀티 레이어(예: 3, 4, 5, 6, 7, 8개 이상)의 NCF 소재인 경우 낮은 무게에서 특히 높은 힘을 휠 림 바디를 통해 흡수할 수 있다.
삽입된 충전 코어가 로빙 다발인 경우 목적에 맞다. '로빙(Roving)'은 섬유 필라멘트, 특히 인조 섬유 필라멘트를 의미한다. 여기서 '로빙(Roving)'은 병렬 배열식 필라멘트/연속 섬유 소재의 다발, 스트랜드 또는 멀티 필라멘트 원사를 의미한다. '로빙(Roving)'의 단면은 흔히 타원형 또는 직사각형이다. 여기에 약간의 보호용 꼬임(예: 미터당 5개 또는 10개 꼬임)을 구비한 해당 로빙이 여기에 포함되어야 하며, 그 결과 단면이 더 둥글게 된다. 특히 유리, 아라미드 또는 탄소 소재의 이러한 필라멘트는 이 과정에서 로빙을 형성한다.
강성/중량 비율은 상기 제1 서브 프리폼 및/또는 상기 제5 서브 프리폼이 최소 4개, 5개 또는 6개 층으로 권취/구성되거나 및/또는 상기 제2 서브 프리폼이 최소 5개, 6개 또는 7개 층으로 권취/구성되는 경우에 특히 바람직하다.
서로 직접 맞닿거나/ 고정/결합된 서브 프리폼이 특히 열 활성화 바인더를 통해 미끄럼 방지 방식으로 완전히 또는 부분적으로 서로 고정되면 생산이 크게 간소화된다. 대안으로 또는 (특히 열) 바인더의 활성화를 통한 결합에 추가하여, 상기 서브 프리폼에 (3D) 이음매를 제공하여 서로 결합하는 경우에도 장점이 된다.
상기 휠 림 바디의 제조 방법과 관련하여, 상기 제1 서브 프리폼, 상기 제2 서브 프리폼, 상기 제3 서브 프리폼, 상기 제4 서브 프리폼 및 상기 제5 서브 프리폼에 수지를 동시에 침윤시켜 이들 5개 부품을 함께 경화시키는 경우에 더욱 장점이 된다. RTM 주입을 통해 상기 5개의 서브 프리폼에 수지를 채우는 것을 제안한다.
또한 본 발명은 아래에서 한편으로는 장치, 즉 차량용 휠 림을 기술하고 다른 한편으로는 제조 방법을 기술하는 도면을 통해서도 설명된다.
다음과 같이 나타난다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성된 차량용 휠 림 바디의 개략적인 종단면도로서, 휠 림 바디를 형성하는 데 사용되는 다양한 서브 프리폼을 도시하며,
도 2는 림 스파이더의 결합을 위해 마련된 플랜지부의 영역에서 도 1의 종단면에 도시된 휠 림 바디의 상세도,
도 3은 도 1의 종단면에서 도시된 휠 림 바디의 추가 상세도로 플랜지 영역에서 다양한 서브 프리폼 섬유층의 패턴을 확인할 수 있으며,
도 4는 플랜지 영역의 연장부를 선명하게 확인할 수 있는 전체 휠 림 바디의 정면도,
도 5는 도 1 내지 4의 휠 림 바디와 휠 림 바디의 플랜지 영역에 부착된 림 스파이더를 구비한 차량용 휠 림의 정면도,
도 6은 림 스파이더를 플랜지 영역에 고정하는 나사 결합부를 도시하기 위한 도 5의 차량용 휠 림의 배면도, 및
도 7은 도 1 내지 4의 차량용 휠 림 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도.
상기 도면은 개략적인 성격일 뿐이며 단지 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이다. 동일한 요소는 동일한 도면 부호로 표시된다.
다음과 같이 나타난다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성된 차량용 휠 림 바디의 개략적인 종단면도로서, 휠 림 바디를 형성하는 데 사용되는 다양한 서브 프리폼을 도시하며,
도 2는 림 스파이더의 결합을 위해 마련된 플랜지부의 영역에서 도 1의 종단면에 도시된 휠 림 바디의 상세도,
도 3은 도 1의 종단면에서 도시된 휠 림 바디의 추가 상세도로 플랜지 영역에서 다양한 서브 프리폼 섬유층의 패턴을 확인할 수 있으며,
도 4는 플랜지 영역의 연장부를 선명하게 확인할 수 있는 전체 휠 림 바디의 정면도,
도 5는 도 1 내지 4의 휠 림 바디와 휠 림 바디의 플랜지 영역에 부착된 림 스파이더를 구비한 차량용 휠 림의 정면도,
도 6은 림 스파이더를 플랜지 영역에 고정하는 나사 결합부를 도시하기 위한 도 5의 차량용 휠 림의 배면도, 및
도 7은 도 1 내지 4의 차량용 휠 림 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도.
상기 도면은 개략적인 성격일 뿐이며 단지 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이다. 동일한 요소는 동일한 도면 부호로 표시된다.
도 5 및 도 6에는 본 발명에 따른 차량용 휠 림(1)을 도시한다. 차량용 휠 림(1)은 도 1 내지 4에서 그 구조와 관련하여 보다 상세히 도시된 휠 림 바디(2)를 갖는다. 휠 림 바디(2)는 최종 상태에서 경화된 섬유 복합 재료로 구성되며, 수지 매트릭스에 매립되어 있는 강화사 형태의 강화 섬유(예: 탄소 섬유사, 유리 섬유사 및/또는 아라미드 섬유사)를 구비하고 있다. 다양한 실을 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 휠 림 바디(2)는 제1 서브 프리폼(4), 제2 서브 프리폼(6), 제3 서브 프리폼(8), 제4 서브 프리폼(9) 및 제5 서브 프리폼(20)을 포함하는 다수의 개별 부품으로 구성된다.
상기 제1 서브 프리폼(4) 및 상기 제 5 서브 프리폼(20)은 뒤집혀져/접혀져/구 부려져 그 내부에 (전면) 제1 결합 공동부(5) (상기 제1 서브 프리폼(4)의) 및 (후면) 제2 결합 공동부(21) (제5 서브 프리폼(20)의)가 형성된다. 이 두 결합 공동부(5, 21)는 해당 상기 제1 서브 프리폼(4) 및 제5 서브 프리폼(20)의 재료로 형성된 공동부이다. 상기 제2 서브 프리폼(6)의 단부는 두 결합 공동부(5, 21)에 배열/삽입되며, 이 경우 이들 단부에는 도면 부호(22, 23)가 제공된다.
상기 제2 서브 프리폼(6)의 제1 단부(22)와 상기 제1 서브 프리폼(4)의 재료 사이 또는 상기 제2 서브 프리폼(6)의 제2 단부(23)와 상기 제3 서브 프리폼(8)의 재료 사이에는 수지/수지 혼합물이 위치한다. 이러한 수지는 모든 5개 서브 프리폼( 4, 6, 8, 9, 20)을 흠뻑 적셔 경화 상태로 결합하는 동일한 수지이다.
바인더 분말은 서브 프리폼(4, 6, 8, 9, 20)을 만들고 서브 프리폼(4, 6, 8, 9, 20)을 서로 미리 고정하는 데 사용된다. 상기 레진은 RTM 주입 시 이미 조립된 전체 형태의 휠 림 바디(2)의 주입 과정에만 추가된다. 그러면 바인더 분말은 주입 중에 수지 혼합물에 용해된다.
상기 제1 단부(22) 및/또는 상기 제2 단부(23)는 상기 결합 공동부(5 또는 21)에 포함된 수지에 추가적으로 또는 대안으로 (3D) 이음매를 사용하여 해당 상기 제1 서브 프리폼(4) 또는 상기 제5 서브 프리폼(20)에 연결될 수 있다.
나중에 휠 림 바디(2)에 장착될 타이어는 휠 림 바디(2)의 휠 림 플랜지(24)에 의해 일반적인 방식으로 지지된다. 휠 림 바디(2)의 제1 축방향 단부(3a)는 상기 제1 서브 프리폼(4)에 의해 직접 공동 형성된다. 이러한 제1 축방향 단부(3a)의 영역에서 휠 림 바디(2)의 휠 림 플랜지(24)는 제1 서브 프리폼(4)에 의해 직접 형성된다. 휠 림 바디(2)의 제2 축방향 단부(3b)는 상기 제5 서브 프리폼(20)에 의해 직접 공동 형성된다. 이러한 제1 축방향 단부(3b)의 영역에서 휠 림 바디(2)의 휠 림 플랜지(24)는 제1 서브 프리폼(20)에 의해 직접 형성된다. 각각의 림 플랜지(24)를 보강하기 위해, 로빙 다발은 일반적인 방식으로 함께 상기 제1 서브 프리폼(4) 및 상기 제5 서브 프리폼(20)에 통합되는 것이 바람직하다.
또한, (단일) NCF 재료(25)의 멀티 레이어가 사용된다는 점이 언급되어야 한다. +/- 45° 실이 적용된 2축 비권축 직물(non-crimped fabric)을 사용하는 것이 바람직하다.
그러나 NCF 재료(25)의 단부/가장자리는 특정 실시예에서 접히지 않고 단순히 동일한 위치에서 또는 편차를 두고 층층이 놓이게 된다. 상기 제1 서브 프리폼(4)과 상기 제5 서브 프리폼(20)은 접히는 동시에 상기 제2 서브 프리폼(6)과 함께 상호 결합되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면, 두 개의 추가 서브 프리폼, 즉 제3 서브 프리폼(8) 및 제4 서브 프리폼(9)이 제공되며, 이는 상기 제2 서브 프리폼(6)으로부터 방사상으로 안쪽으로 돌출된 휠 림 바디(2)의 플랜지 영역(7)을 직접 형성하는 역할을 한다. 좀 더 자세히 살펴보면, 상기 제3 서브 프리폼(8) 및 제4 서브 프리폼(9)은 각각 축 방향으로 연장된 상기 제2 서브 프리폼(6)으로부터 방사상으로 안쪽으로 돌출되고 플랜지 영역(7)을 직접 공동 형성하는 칼라(10, 11)를 구비한다. 상기 칼라(10, 11)는 서로 직접 맞닿아 있으며 제작이 완성된 상태에서 서로 직접 접착된다. 상기 칼라(10, 11)는 동일한 내경을 구비한다.
상기 제3 서브 프리폼(8) 및 상기 제4 서브 프리폼(9)은 각각 상기 제2 서브 프리폼(6)에 직접 결합되는 (각각의 칼라(10, 11)로부터) 축방향으로 돌출된 환상 섹션(12, 13)(고정 섹션이라고도 함)을 구비한다. 특히, 상기 제3 서브 프리폼(8) 및 상기 제4 서브 프리폼(9)의 환상 섹션(12, 13)은 플랜지 영역(7)으로부터 서로 반대되는 축방향으로 연장된다.
또한, 환상 섹션(12)을 갖는 상기 제3 서브 프리폼(8)도 제1 결합 공동부(5)에 삽입되어 그곳에서 고정/앵커로 고정되는 것을 확인할 수 있다. 따라서 상기 제3 서브 프리폼(8)은 그 환상 섹션(12) 측에서 상기 제1 서브 프리폼(4)에 의해 내부로부터 방사상으로 덮여있다. 즉, 상기 제3 서브 프리폼(8)은 상기 제1 서브 프리폼(4)에 의해 적어도 부분적으로 위로 돌출/겹쳐진다.
또한 상기 제1 서브 프리폼(4)이 상기 제3 서브 프리폼(8)의 칼라(10) 위로 돌출/겹쳐진다는 것이 언급되어야 한다. 따라서 상기 제1 서브 프리폼(4)은 상기 제2 서브 프리폼(6) 위를 지나 방사상으로 안쪽으로 돌출된 자체 칼라(14)를 구비한다. 마찬가지로 상기 제1 서브 프리폼(4)의 칼라(14)는 플랜지 영역(7)을 형성하는 역할을 한다. 상기 제1 서브 프리폼(4)의 칼라(14)는 상기 제3 서브 프리폼(8) 및 상기 제4 서브 프리폼(9)의 칼라(10, 11)와 함께 플랜지 영역(7)을 형성한다. 상기 제1 서브 프리폼(4)의 칼라(14)는 방사상으로 안쪽으로 연장되어 상기 제3 서브 프리폼(8) 및 상기 제4 서브 프리폼(9)의 칼라(10, 11)와 동일한 내경을 구비하게 된다.
즉, 따라서 상기 제3 서브 프리폼(8)은 상기 제1 서브 프리폼(4)은 물론 상기 제2 서브 프리폼(6)에도 고정/접착된다.
한편, 상기 제4 서브 프리폼(9)의 환상 섹션(13)은 상기 제1 결합 공동부(5)의 (축방향으로) 외부에 배열되고 그곳에서 상기 제2 서브 프리폼(6)에 접착된다.
도 3에서 상기 제3 서브 프리폼(8) 및 상기 제4 서브 프리폼(9)의 구조가 다른 상기 서브 프리폼(4, 6, 20)의 구조와 최대로 광범위하게 유사/동일하다는 것을 확인할 수 있다. 상기 제3 서브 프리폼(8) 및 상기 제4 서브 프리폼(9)도 각각 (단일) NCF 재료(25)로 구성된 복수의 층을 구비하며, 그 해당 단면의 연장부는 상기 제3 서브 프리폼(8) 내지 상기 제4 서브프리폼(9)의 L자 형태를 따른다.
또한, 도 2에서 충전 코어(19)가 한편으로는 상기 제2 서브 프리폼(6)과 제3 서브 프리폼(8) 및 제4 서브 프리폼(9) 사이의 환상 공간(18)에 삽입된다는 것을 분명히 확인할 수 있다(여기서는 섬유 다발/로빙 다발 형태로) 상기 충전 코어(19)는 상기 제3 및 제4 서브 프리폼(8, 9)의 해당 (독점적으로 방사상으로 연장되는) 칼라(10, 11)와 이에 인접한 축방향으로 연장되는 환상 섹션(12, 13) 사이의 경계 높이에 방사상으로 위치한다.
마지막으로, 상기 도 4 내지 도 6은 전체 차량용 휠 림(1)(승용차 휠 림)을 예시한다. 금속 소재(여기서는 알루미늄 합금)의 휠 림 스파이더(15)는 나사 연결부(16)를 통해 플랜지 영역(7)에 고정된다. 이를 위해, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 휠 림 스파이더(15)는 해당하는 나사 요소(26)를 사용하여 스포크(27)의 각 방사상 외부 단부 영역에서 플랜지 영역(7)에 고정된다. 이를 위해, 각 스포크(27)의 플랜지 영역(7)에는 상기 나사 요소(26)가 관통 돌출되는 나사 피팅 홀(17)이 (축방향 관통 구멍으로) 제공된다.
또한, 상기 플랜지 영역(7)은 제3 서브 프리폼(8) 및 제4 서브 프리폼(9)의 칼라(12, 13) 및 나아가 제1 서브 프리폼(4)의 칼라(14)도 방사상으로 겹치는 해당 지점에서 나사 피팅 홀(17)에 의해 관통된다.
도 7과 관련하여, 본 발명에 따른 휠 림 바디(2)를 제조하는 방법도 언급되어야 한다.
이 경우, 상기 제2 서브 프리폼(6)은 상기 제5 서브 프리폼(20)에 결합되며, 특히 상기 제2 서브 프리폼(6)은 상기 제5 서브 프리폼(20)의 상기 제2 결합 공동부(21)에 삽입된다(단계 ㄱ)).
그런 다음, 상기 제4 서브 프리폼(9)은 상기 제2 서브 프리폼(6)에 결합된다(단계 ㄴ)). 기본적으로 ㄱ) 및 ㄴ) 단계를 시간상 역순으로 이루어지거나 동시에/병행하여 수행할 수도 있다.
이어서, 선택적 단계 ㄷ)에서 상기 충전 코어(19)는 상기 제2 서브 프리폼(6)에 적용/고정된다(예: 재봉 또는 접착).
그런 다음, 상기 제1 서브 프리폼(4)이 배열되고, 이 과정에서 상기 제2 서브 프리폼(6)은 상기 제1 서브 프리폼(4)에 고정된다(단계 ㄹ)). 이 과정에서 상기 제2 서브 프리폼(6)은 상기 제1 서브 프리폼(4)으로부터 휠 림 바디(2)의 제2 축방향 단부 (3b)까지 축방향으로 연장된다. 또한, 동시에 또는 후속하여 그 곳에 상기 제3 서브 프리폼(8)이 배열 및 상기 제2 서브 프리폼(6)에 배열 및 미리 고정된다. 따라서, 상기 제1 서브 프리폼(4)은 상기 제1 결합 공동부(5)에 상기 제2 서브 프리폼(6)과 상기 제3 서브 프리폼(8)이 삽입되도록 접혀진다(단계 ㅁ)). 기본적으로 ㄹ) 및 ㅁ) 단계는 차례로 또는 동시에/병행 수행될 수 있다.
마지막으로, 상기 서브 프리폼(4, 6, 8, 9, 20)의 완성된 고정 및 드레이프 상태에서, 상기 제3 서브 프리폼(8) 및 상기 제4 서브 프리폼(9)은 또한 상기 림 스파이더(15)의 연결을 위해 마련된 방사상 안쪽으로 돌출된 플랜지 영역(7)을 가지는 상기 방식으로 배열된다. 마지막으로 RTM 주입이 수행되고 상기 휠 림 바디(2)가 경화된다. 기본적으로 상기 서브 프리폼(4, 6, 8, 9, 20)에 추가 레이어 또는 층을 적용할 수 있다. 구체적으로 말하면, 시각적인 사유로 탄소 직물을 일반적으로 가장 바깥쪽 레이어로 적용할 수 있다.
이어서 완성된 차량용 휠 림(1)을 생산하기 위해 상기 림 스파이더(15)/휠 스파이더를 휠 림 바디(2)에 결합한다.
1
차량용 휠 림
2 휠 림 바디
3a 휠 림 바디의 제1 축 방향 단부
3b 휠 림 바디의 제2 축 방향 단부
4 제1 서브 프리폼
5 제1 결합 공동부
6 제2 서브 프리폼
7 플랜지 영역
8 제3 서브 프리폼
9 제4 서브 프리폼
10 제3 서브 프리폼의 칼라
11 제4 서브 프리폼의 칼라
12 제4 서브 프리폼의 환상 섹션
13 제4 서브 프리폼의 칼라
14 제1 서브 프리폼의 칼라
15 휠 림 스파이더
16 나사 결합부
17 나사 피팅 홀
18 환상 공간
19 충전 코어
20 제5 서브 프리폼
21 제2 결합 공동부
22 제2 서브 프리폼의 제1 단부
23 제2 서브 프리폼의 제2 단부
24 휠 림 플랜지
25 NCF 재료
26 나사 요소
27 스포크
2 휠 림 바디
3a 휠 림 바디의 제1 축 방향 단부
3b 휠 림 바디의 제2 축 방향 단부
4 제1 서브 프리폼
5 제1 결합 공동부
6 제2 서브 프리폼
7 플랜지 영역
8 제3 서브 프리폼
9 제4 서브 프리폼
10 제3 서브 프리폼의 칼라
11 제4 서브 프리폼의 칼라
12 제4 서브 프리폼의 환상 섹션
13 제4 서브 프리폼의 칼라
14 제1 서브 프리폼의 칼라
15 휠 림 스파이더
16 나사 결합부
17 나사 피팅 홀
18 환상 공간
19 충전 코어
20 제5 서브 프리폼
21 제2 결합 공동부
22 제2 서브 프리폼의 제1 단부
23 제2 서브 프리폼의 제2 단부
24 휠 림 플랜지
25 NCF 재료
26 나사 요소
27 스포크
Claims (11)
- 섬유 복합 재료의 휠 림 바디(2)를 갖는 차량용 휠 림(1)으로서,
상기 휠 림 바디(2)는 차례로 제1 축방향 단부(3a)을 형성하는 제1 서브 프리폼(4)과 제1 서브 프리폼(4)의 결합 공동부(5)에 피팅되어 제1 서브 프리폼(4)으로부터 제1 축방향 단부(3a)의 반대편에 있는 제2 축방향 단부(3b)로 연장되는 제2 서브 프리폼(6)을 구비하며, 또한, 상기 축 단부(3a, 3b) 사이에 축방향으로 형성되는 방사상 안쪽으로 돌출된 플랜지 영역(7)은 적어도 부분적으로 제1 서브 프리폼(4) 및/또는 제2 서브 프리폼(6)과 결합된 제3 서브 프리폼(8)으로부터 형성되는, 차량용 휠 림(1). - 제1항에 있어서,
플랜지 영역(7)이 또 다른 제4 서브 프리폼(9)으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 휠 림(1). - 제2항에 있어서,
제 3 서브 프리폼(8) 및 제 4 서브 프리폼(9)이 각각 방사상으로 안쪽으로 돌출된 플랜지 영역(7)을 직접 함께 형성하는 칼라(10, 11)를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 휠 림(1). - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
제3 서브 프리폼(8) 및/또는 제4 서브 프리폼(9)이 기본적으로 축방향으로 돌출된 환상 섹션(12, 13)을 구비하고, 상기 환상 섹션(12, 13)이 제1 서브 프리폼(4) 및/또는 제2 서브 프리폼(6)에 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 휠 림(1). - 제4항에 있어서,
제3 서브 프리폼(8) 및 제 4 서브 프리폼(9)의 환상 섹션(12, 13)이 플랜지 영역(7)으로부터 서로 반대되는 축방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 차량용 휠 림(1). - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
제3 서브 프리폼(8)이 제1 서브 프리폼(4)의 결합 공동부(5)에 함께 배열되는 것을 특징으로 하는 차량용 휠 림(1). - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 서브 프리폼(4)이 플랜지 영역(7)을 함께 형성하는 방사상으로 안쪽으로 돌출된 칼라(14)를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 휠 림(1). - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
금속 소재의 휠 림 스파이더(15)가 나사 결합부(16)를 통해 플랜지 영역(7)에 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 휠 림(1). - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
플랜지 영역(7)이 제3 서브 프리폼(8) 및 제4 서브 프리폼(9)의 칼라(12, 13)가 방사상으로 겹치는 나사 피팅 홀(17) 지점에서 관통되는 것을 특징으로 하는, 차량용 휠 림(1). - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
충전 코어(19)가 한편으로는 제2 서브 프리폼(6)과 다른 한편으로는 제3 서브 프리폼(8) 및/또는 제4 서브 프리폼(9) 사이의 환상 공간(18)에 삽입되는 것을 특징으로 하는, 차량용 휠 림(1) - 차량용 휠 림(1)을 위한 섬유 복합 재료의 휠 림 바디(2)를 제조하는 방법으로서,
강화 섬유를 구비하는 제1 서브 프리폼(4)은 휠 림 바디(2)의 제1 축방향 단부(3a)를 형성하도록 배열되고, 제2 서브 프리폼(6)은 제1 서브 프리폼(4)의 결합 공동부(5)에 삽입되며, 상기 제2 서브 프리폼(6)은 상기 제1 서브 프리폼(4)으로부터 상기 휠 림 바디(2)의 제2 축방향 단부(3b)를 향해 축방향으로 연장되며, 그리고 이 경우, 제3 서브 프리폼(8)은 상기 제1 서브 프리폼(4) 및/또는 상기 제2 서브 프리폼(6)에 부착되어 휠 림 스파이더(15)의 연결을 위해 마련된 방사상으로 안쪽으로 돌출된 플랜지 영역(7)을 공동 형성하는, 방법.
Applications Claiming Priority (2)
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DE102022110699.3A DE102022110699A1 (de) | 2022-05-02 | 2022-05-02 | Fahrzeugfelge mit einem aus mindestens einer Subpreform ausgebildetem Flanschbereich; und Verfahren zum Herstellen eines Felgenkörpers |
DE102022110699.3 | 2022-05-02 |
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Publication Number | Publication Date |
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KR20230154762A true KR20230154762A (ko) | 2023-11-09 |
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ID=86282445
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---|---|---|---|
KR1020230056551A KR20230154762A (ko) | 2022-05-02 | 2023-04-28 | 최소한 하나 이상의 서브 프리폼(sub-preform)에서 형성된 플랜지 영역이 적용된 차량용 휠 림 및 휠 림 바디 제조 관련 방법 |
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