TW202146216A - 由複合材料製成且包括具有加強結構的翼部的自行車輪圈 - Google Patents

Abstract

由複合材料製成且包括具有加強結構的翼部的自行車輪圈，其由複合材料的多個分層結構製成，各結構由摻入在聚合物材料中的一層或多層結構纖維形成，該自行車輪圈包括具有上橋的徑向外周邊通道，上橋在用於保持輪胎的兩個相對翼部之間延伸。周邊通道包括內分層結構和至少一個纏繞分層結構，內分層結構從一個翼部延伸直到另一翼部，所述至少一個纏繞分層結構至少在翼部的端部處捲繞在內分層結構上，內分層結構和纏繞分層結構被包括在所述多個分層結構中。 在翼部端部的纏繞分層結構不僅為翼部本身提供了加強，而且還保護翼部端部免於可能的分層現象，還在外傷事件（例如輪胎爆裂或輪圈受剛性障礙物特別嚴重衝擊的）情況下防止該現象發生。

Description

由複合材料製成且包括具有加強結構的翼部的自行車輪圈

本發明涉及一種由複合材料製成的自行車輪，特別地，所述複合材料是包括摻入在熱固性聚合物材料基質中的結構纖維（例如碳纖維、玻璃纖維、硼纖維、芳族聚醯胺纖維、陶瓷纖維以及它們的組合）的材料。

在本專利文字中，空間指示，特別是如徑向方向、軸向方向、周向方向的空間指示，是參考輪圈的旋轉軸線，即參考輪圈所屬自行車輪的旋轉軸線提供的。

複合材料越來越廣泛地用於製造自行車的零件和部件，以獲得非常輕且堅固的零件。輪圈現在越來越多地由這些材料製成。

用複合材料製造輪圈允許在模具中成型。複合材料以未固化狀態佈置在模具中，使其採用模具形狀；該操作是可能的，因為在未固化狀態下，複合材料可非常容易變形。隨後，封閉模具，壓縮複合材料，以迫使其呈現期望形狀。然後，帶有複合材料的模具經受熱處理（也稱為固化），該熱處理導致聚合物材料基質的交聯（聚合），因此，將結構纖維鎖定在預定位置。一旦從模具中提取，輪圈最終經受可能的機械加工（通常是銑削和拋光），直到達到其最終形狀。

現有技術提供了兩種類型的模具：軸向模具和徑向模具。在軸向模具中，兩個殼被佈置在一起，並沿輪圈的軸向方向壓在複合材料上。在徑向模具中，設有徑向內殼和徑向外殼，它們被佈置在一起並沿輪圈的徑向方向壓在複合材料上；如果輪圈具有提供一或多個封閉內通道（所稱的袋）的幾何形狀，則使用可充脹嵌件。對於這兩種類型的模具，出於幾何構造原因，所述殼可（或必須）由許多可分離零件製成；出於同樣原因，可以（或必須）使用模具嵌件（也稱為型芯）來製造底切部分，例如用於保持輪胎的翼部。

自行車輪圈是特別脆弱的部件，因為它承受著非常多樣且多變的應力。此外，兩個車輪在整體上構成自行車的總品質的很大部分。因此，本領域的公司一直在尋求改進，以使車輪可以越來越輕且越來越強固。

因此，本發明涉及根據請求項1的輪圈；在第二方面，本發明涉及一種根據請求項13的用於生產輪圈的方法。在從屬請求項中提供了輪圈和方法的優選特徵。

更具體地，一種自行車輪圈由複合材料的多個分層結構製成，每個分層結構由摻入在聚合物材料中的一層或多層結構纖維形成，所述自行車輪圈包括徑向外周邊通道，所述徑向外周邊通道包括上橋，所述上橋在用於保持輪胎的兩個相對翼部之間延伸，並且其中所述周邊通道包括內分層結構和纏繞分層結構，其中所述內分層結構從一個翼部延伸直到另一翼部，所述纏繞分層結構至少在翼部的端部處捲繞在所述內分層結構上並且在自身上封閉，所述內分層結構和所述纏繞分層結構被包括在所述多個層結構中。

在本說明書和所附請求項的上下文中，術語「分層結構」是指摻入在熱固性或熱塑性聚合物材料（優選熱固性樹脂）的基質中的一組一或多個單層結構纖維。

在翼部端部上的纏繞分層結構不僅為翼部本身提供了加強，而且還保護翼部的端部免於可能的分層現象，防止在外傷事件（例如輪胎爆裂或輪圈受到剛性障礙物特別嚴重衝擊）的情況下發生分層現象。

除了對翼部的強化和保護效果之外，由於纏繞分層結構圍繞內分層結構產生的基本上盒狀結構，獲得了對整個周邊通道的非常顯著硬化。

優選地，纏繞分層結構通過初始折片與最終折片重疊在自身上封閉。這樣，所述盒狀結構是完整的並且已經封閉在纏繞分層結構上，從而確保周邊通道的最大結構強度。

在優選實施例中，輪圈包括：封閉徑向內通道，在其徑向內位置與周邊通道成一體；封閉通道由兩個相對的側壁限定，這兩個側壁通過上橋並且在一徑向內位置通過下橋彼此連接；封閉通道包括沿著下橋、側壁和上橋的至少一部分延伸的封閉通道分層結構，該封閉通道分層結構被包括在所述多個分層結構中。封閉通道分層結構因此具有特別強固的結構，因為它基本上是盒狀的。

優選地，所述封閉通道分層結構在周邊通道處以初始折片和最終折片終止，並且封閉通道分層結構的初始折片和最終折片與纏繞分層結構並列佈置。封閉通道分層結構因此在上橋處聯接到周邊通道，使得封閉通道和周邊通道協調以賦予輪圈最大強度。

在一個實施例中，初始折片與最終折片間隔開，以便使纏繞分層結構部分地面向封閉通道的內部。在另一個實施例中，初始折片與最終折片重疊，使得封閉通道的內部完全被封閉通道分層結構包圍。雖然由於已經僅由封閉通道分層結構形成封閉盒狀結構，重疊確保了最大結構強度，但為更容易構造，間隔開可以是優選的：在這種情況下，實際上，封閉通道分層結構在成型期間和固化之前，在其所捲繞的壓制袋的推力作用下，封閉通道分層結構在模具中更容易活動。

優選地，周邊通道包括兩個內翼分層結構，各內翼分層結構在各個所述翼部處與內分層結構重疊，並且與內分層結構一起被纏繞分層結構圍封，內翼分層結構被包括在所述多個分層結構中。這些分層結構的存在增加了翼部的結構強度，其相對於周邊通道的其餘部分經常經受更大應力；它們在纏繞分層結構內的定位確保了與纏繞分層結構以及與內分層結構的最大機械相互作用。

優選地，輪圈包括外分層結構，該外分層結構在外部從翼部中的一個翼部延伸到側壁中的一個側壁、延伸到下橋、延伸到側壁中的另一側壁，延伸到翼部中的另一翼部；外分層結構在封閉通道處與封閉通道分層結構重疊，並且在翼部處覆蓋纏繞分層結構，外分層結構被包括在所述多個分層結構中。這種外分層結構對輪圈的整體結構強度的貢獻非常重要，因為它將周邊通道和封閉通道接合在一起。

優選地，輪圈包括兩個外翼分層結構，各外翼分層結構在各翼部處與纏繞分層結構重疊，並且在封閉通道處覆蓋封閉通道分層結構，在外翼分層結構下方，外翼分層結構被包括在所述多個分層結構中。這些外翼分層結構用於加強翼部，但並不決定輪圈外部的不連續性，因為它們位於外分層結構下方。

優選地，輪圈在下橋處包括下橋分層結構，下橋分層結構被包括在所述多個分層結構中。通過這一分層結構對下橋的區域進行強化是有用的，因為在這一區域中連接車輪的輻條，這可決定甚至非常高的局部應力。

在一個實施例中，下橋分層結構佈置在外分層結構與封閉通道分層結構之間。在另一實施例中，下橋分層結構在相對於外分層結構的相反一側上與封閉通道分層結構重疊。這種插置由於與相鄰分層結構的更好的相互作用而確保了最大結構強度，而為了更易於構造，在相對於外分層結構的相反一側上定位（即定位在封閉通道的內部）可以是優選的，因為更容易在模具中實現正決定位。

優選地，輪圈包括兩個周向嵌件，各周向嵌件佈置在上橋與翼部中的一個的會聚區域處；每個嵌件由摻入在聚合物材料中的方向性結構纖維形成，其中方向性結構纖維在輪圈的周向方向上定向。

如果輪圈還規定有封閉通道，那麼它優選地包括兩個周向嵌件，各周向嵌件佈置在側壁中的一個側壁與上橋和一個翼部的會聚區域處；每個嵌件由摻入在聚合物材料中的方向性結構纖維形成；每個嵌件被插入封閉通道分層結構與纏繞分層結構之間，在外部分層結構下方，方向性結構纖維在輪圈的周向方向上定向。

上述周向嵌件有助於提供高機械強度，特別是在周向方向上。

如所述的，複合材料的各種分層結構可包括摻入在聚合物基質中的一層或多層結構纖維；結構纖維可以是單向的，其根據預定角度定向，或者被編織為一種織物。

優選地，翼部具有相應的端部，這些端部相對於輪圈的軸向方向按照預定銳角α朝向彼此折疊，並且周邊通道包括一對周向突出部，所述一對周向突出部具有相對於輪圈的軸向方向以銳角β傾斜的表面，其中α ＞ β。翼部的折疊端部和周邊通道上的突出部有利於輪胎的正確且穩定定位；所指示的角度使得可以保持這種功能，而不會在剛剛成型的輪圈必須從模具中且特別是從模具嵌件中釋放時造成阻礙。通常，角度α越小，則輪胎保持得越好；但是，角度α等於零時造成模具嵌件的移除困難。前述突出部的存在使得可以獲得對輪胎的優異保持（同樣是在角度α大於零的情況下），同時便於提取模具嵌件。應注意的是，涉及翼部端部的傾斜以及涉及突出部的這些特徵也可以有利地用在與本發明的輪圈不同的輪圈上；因此，這些特徵本身構成了一項發明。

優選地，角度α等於約20度。優選地，差α - β在0.5與4度之間，更優選等於約2度。這兩個特徵，無論是單獨的還是相組合，都可以實現保持輪胎與模具嵌件的易提取性之間的最佳折衷。

優選地，每個突出部利用纏繞分層結構形成，但也可通過熱固性樹脂的增厚來製成。

優選地，翼部具有倒圓端部。這種構造不僅是用根據本發明的輪圈獲得的最簡單構造，其中翼部的端部設有纏繞分層結構，而且這種構造還是在不需要在模制後進行大量機械加工（除可能拋光外）的情況下可以直接獲得這種輪圈的構造；拋光被認為是不重要的，因為它只對聚合物基質具有表面影響，而不會到達結構纖維。

在本發明的第二方面，一種用於製造自行車輪圈的方法，所述自行車輪圈由基於摻入在聚合物材料中的結構纖維的複合材料製成，所述輪圈包括徑向外周邊通道，所述徑向外周邊通道包括上橋，所述上橋在用於保持輪胎的兩個相對翼部之間延伸，所述方法包括以下步驟： a）提供：依照所述自行車輪圈的輪廓成形的徑向模具；至少一個壓制元件；和至少一個模具嵌件，所述至少一個模具嵌件用於在模具中形成端部區域，所述端部區域適於形成翼部； b）在工作平面上鋪設未固化複合材料的纏繞分層結構，所述未固化複合材料包括摻入在聚合物材料中的結構纖維； c）在所述纏繞分層結構上鋪設所述未固化複合材料的內分層結構，所述未固化複合材料包括摻入在聚合物材料中的結構纖維，所述內分層結構的長度等於所述纏繞分層結構的長度，並且所述內分層結構的寬度小於所述纏繞分層結構的寬度的一半； d）將所述纏繞分層結構的兩個相對的折片沿寬度方向折疊在所述內分層結構上，使它們彼此重疊； e） 在所述模具中佈置所述壓制元件和所述纏繞分層結構，其中內分層結構被包括並以C形折疊在所述壓制元件上； f）將所述至少一個模具嵌件定位在所述模具中，使得圍封有內分層結構的纏繞分層結構到達模具的所述端部區域； g）封閉所述模具，並用所述壓制元件在所述纏繞分層結構和所述內分層結構上施加壓力，以在模具的所述端部區域的方向上使聚合物材料流動並移動所述結構纖維，直到佔據所述模具與所述至少一個模具嵌件之間的整個空間； h）使模具經受壓力和溫度分佈，以便導致聚合物材料的定型； i）打開模具； j）移除所述至少一個模具嵌件； k）移除模制的自行車輪圈。

由於這種方法，特別是特徵b）至g），可以從模具獲得基本上完成的輪圈，而沒有任何機械加工（除可能需要拋光外）。特別是，翼部不需要銑削以限定其最終形狀。以這種方式，不僅避免了在各情況下增加加工時間和成本的製程，而且特別是在翼部的端部處，防止結構纖維因聚合物基質的移除而暴露於空氣；實際中，暴露於空氣會隨著時間破壞結構纖維的完整性，引發分層現象，從而縮短輪圈的壽命。

優選地，該方法還包括以下步驟： a1）提供兩個周向嵌件，其中每個嵌件由摻入在聚合物材料中的方向性結構纖維形成，其中方向性結構纖維在周向方向上定向； f1）將周向嵌件在模具中定位於上橋與翼部中的一個翼部的會聚區域處，位於圍封有內分層結構的纏繞分層結構與壓制元件之間。

如上所敘述，所述兩個周向嵌件不僅本身強化了輪圈，而且特別是在沿模具的端部區域的方向對纏繞分層結構（圍封有內分層結構）施力方面允許施加壓制元件的推力，從而有利其正確填充，因此有利於翼部的正確成形。

優選地，該方法還包括以下步驟： d1）提供封閉通道分層結構，其捲繞在壓制元件上。

這樣，可以獲得具有兩個通道的輪圈：徑向外周邊通道和封閉的徑向內通道。

圖1至圖4以截面圖示意性圖示自行車輪的輪圈10。輪圈10由複合材料製成，例如包括摻入在聚合物基質中的結構纖維的材料。結構纖維選自碳纖維、玻璃纖維、硼纖維、芳族聚醯胺纖維、陶瓷纖維或具備合適機械特徵的其它纖維；輪圈10的不同部分也可以由不同纖維製成。聚合物基質由與所選纖維相容的任何熱塑性或熱固性聚合物材料獲得。特別地熱固性基質在未固化狀態下可易於變形，並且可通過固化交聯；術語「固化」在這裡是指以下處理，使未固化材料經受合適壓力和溫度，以便引起聚合物基質的交聯，從而以預定形狀凝固。另一方面，熱塑性基質在經受注射模制時達到期望硬化。

用於輪圈10的複合材料包括多個分層結構和嵌件，這些分層結構和嵌件在固化程式中彼此製成一體，以形成結構上單一元件。這些分層結構和這些嵌件將在下文中描述。

輪圈10包括徑向外周邊通道11和徑向內封閉通道21。周邊通道11包括上橋12，該上橋12在兩個相對翼部13和14之間延伸，所述兩個相對翼部適於保持輪胎；翼部13和14設有相應的倒圓端部15和16，它們朝向彼此折疊，從而相對於平行於輪圈10的軸線的方向A形成等於約20°的銳角α。封閉通道21在徑向內位置從上橋12延伸並且包括兩個側壁（或側翼）23、24，這兩個側壁通過上橋12和下橋25連接在一起。

周邊通道11包括內分層結構31和纏繞分層結構32，其中內分層結構31從翼部13穿過整個上橋12延伸到翼部14。纏繞分層結構32圍繞內分層結構31捲繞並且在自身上封閉，以便完全包圍內分層結構31，如圖1中可見並且在圖2中更好可見的。纏繞分層結構32包括初始折片32a和最終折片32b，折片32a、32b在輪圈10的中平面M處彼此重疊，相對於上橋12在徑向內位置中。

周邊通道還包括兩個內翼分層結構33和34（在圖1、2和特別是圖3中可見），其在翼部13和14中的每一個處且部分地也在上橋12處佈置在內分層結構31與纏繞分層結構32之間。

封閉通道21包括封閉通道分層結構35，該封閉通道分層結構35沿著側壁23和24、沿著下橋25並且至少部分沿著上橋12延伸。封閉通道分層結構35包括初始折片35a和最終折片35b，折片35a、35b佈置在上橋12處並且與纏繞分層結構32並列佈置。該兩個折片35a和35b彼此隔開，使得纏繞分層結構32（特別是以其與折片32a重疊的折片32b）保持面向封閉通道21的內部。以這種方式，封閉通道分層結構35不會有助於增加上橋12的厚度，其中纏繞分層結構32由於兩個折片32a和32b的重疊已經增厚；此外，在製造輪圈10（這將在下文中討論）時，折片35a和35b在成型期間、在固化之前可更易於在模具中滑動。

在圖6中所示的變型中，封閉通道分層結構135具有重疊的初始折片135a和最終折片135b。以這種方式，封閉通道分層結構135在自身上封閉，以形成完全盒狀且因此特別剛性的結構。

輪圈10還包括外分層結構36，該外分層結構36在輪圈10中在外部從翼部13延伸到側壁23、延伸到下橋25、延伸到側壁24、直至翼部14。外分層結構36在翼部13和14處與纏繞分層結構32重疊，並且在封閉通道21處覆蓋封閉通道分層結構35。

輪圈10還包括兩個外翼分層結構37和38（在圖1、2和特別是圖3中可見），外翼分層結構37和38中的每一個佈置在外分層結構36與纏繞分層結構32（在翼部13和14中的每一個處）及封閉通道分層結構35（在封閉通道21的側壁23和24處）之間。

此外，輪圈10包括下橋分層結構39（在圖1中且特別是在圖4中可見），該下橋分層結構39在下橋25處延伸，並且佈置在封閉通道分層結構35與外分層結構36之間。

在圖7所示的變型中，下橋分層結構239在封閉通道21內部、即在相對於外分層結構36的相反一側上，與封閉通道分層結構35重疊。

輪圈10還包括兩個周向嵌件41和42，該兩個周向嵌件41和42佈置在上橋12、翼部13和14以及側壁23和24之間的兩個會聚區域中。這些周向嵌件41和42（優選根據EP 1506882B1的教導製造）由摻入在聚合物材料中的方向性結構纖維形成，這些方向性結構纖維沿輪圈10的周向方向定向。周向嵌件41和42插入在輪圈10的結構中，位於纏繞分層結構32與封閉通道分層結構35之間，位於外翼分層結構37和38下方，並且位於外分層結構36下方。

分層結構31-39每一個由一層或多層的結構纖維、優選方向性結構纖維製成。

周邊通道11包括一對周向突出部51和52，所述一對周向突出部51和52中的每一個具有相對於平行於輪圈10的旋轉軸線的方向A以銳角β傾斜的表面。相對於翼部13和14的端部15和16的傾斜角度α，角度β略小0.5-4度，優選略小約2度。

突出部51和52通過在成型模具中形成的相應的凹槽而與纏繞分層結構32一起成型；在成型期間，纏繞分層結構32的聚合物材料填充這些凹槽並形成突出部51和52。鑒於突出部51和52必須承受的應力非常有限，不必要關注纏繞分層結構32的結構纖維在成型期間也進入到所述凹槽中，從而摻入到突出部本身中。替代地，模具的與突出部51和52相對應的凹槽可以由聚合物材料（特別是熱固性樹脂）填充。

輪圈10可以用本領域已知方法之一製成，例如利用根據EP 1231077B2教導的徑向模具製成。優選地，參照圖8和圖9所示，輪圈10以如下方式製成。

首先，提供徑向模具400，其依照輪圈10的輪廓成形。因此，該模具400（以與EP 1231077B2的教導相對應的方式）包括：一對徑向內殼401和402，其成形為限定輪圈10的徑向內輪廓（即下橋25的徑向內輪廓和側壁23和24的徑向內輪廓）；徑向外殼403，其設有中心模具嵌件404（成形為限定周邊通道11的外輪廓）和兩個活動側模具嵌件405和406（成形為限定翼部13和14的輪廓）；徑向外殼403、中心模具嵌件404以及活動側模具嵌件405、406都被製成扇形，例如120度的三個扇形，以便允許一旦輪圈成型則取出輪圈。模具400還包括可充脹且可移除的壓制元件407，該壓制元件407成形為限定封閉通道21的內輪廓。

單獨地，在工作平面上，所述分層結構以未固化狀態佈置來形成周邊通道11。纏繞分層結構32首先鋪設在工作平面上，然後使內分層結構31重疊，然後使內翼分層結構33和34重疊；內分層結構31具有與纏繞分層結構32相同的長度（基本等於要製造的輪圈10的周長），和小於纏繞分層結構32寬度的一半的更小寬度；內分層結構31和內翼分層結構33、34定位成在寬度方向上到達相同位置。因此，使內分層結構31和內翼分層結構33和34處於平坦狀態，在此，纏繞分層結構32在頂部上圍封，以將兩個相對折片32a和32b折疊在內分層結構31上並使它們彼此重疊。這樣，佈置了分層結構的第一元件，其將形成周邊通道11的大部分。

然後，所述一對徑向內殼401和402被佈置使得它們聯接在一起。在內部，佈置外部分層結構36，然後佈置下橋分層結構39，然後佈置展開的封閉通道分層結構35，然後佈置壓制元件407；封閉通道分層結構35隨後以其折片35a和35b折疊在壓制元件407上。此時，周向嵌件41、42以及最後地上述組件被佈置在模具400中，其中分層結構31-34已被預成型折疊成徑向面向外的C形。

最後，封閉模具400，首先放置活動側模具嵌件405和406，然後放置中心模具嵌件404，最後放置徑向外殼403。這樣就達到圖8所示的構造。應注意，將形成翼部13和14的分層結構32和31僅部分地（即不完全地）佔據殼401、402、403與模具嵌件405、406之間的空間。

一旦模具400被封閉，則壓制元件407就啟用（使其充脹），以便從內部向外部對佈置在模具400中的分層結構施加壓力。特別是，該壓力推動預成型元件的分層結構（在內部具有內分層結構31和內翼分層結構33、34的纏繞分層結構32），朝向模具400的端部區域推動並壓迫材料，直到佔據殼體401、402和403與活動側模具嵌件405、406之間的整個空間。在該步驟中，封閉通道分層結構35跟隨壓制元件407的擴張，並且由於折片35a和35b不重疊而沒有特別阻礙。圖9圖示模具，而壓制元件407已經幾乎完全充脹。應注意，將形成翼部13和14的分層結構32和31現在完全佔據了殼401、402、403與模具嵌件405、406之間的空間。

一旦達到期望的最終形狀，則模具400經受固化，即模具400在預定時間上經受預定壓力和溫度，以便引起聚合物材料的定型（setting）。

一旦固化完成，就打開模具400，移除模具嵌件404、405和406；上述角度α和β有助於該操作。最後，將輪圈10從模具400中移除。

翼部13和14的端部15和16已經具有它們最終的倒圓形狀，而不需要進一步機械加工。

圖5圖示本發明的不同實施例，其圖示類似於輪圈10的輪圈310，但輪圈310具有簡化結構，具有單一通道。

輪圈310包括周邊通道311，該周邊通道311具有上橋312，上橋312在適於保持輪胎兩個相對的翼部313和314之間延伸；翼部313和314設有相應的倒圓端部315和316，端部315、316朝向彼此折疊，以便相對於平行於輪圈310的軸線的方向B形成等於約20°的銳角α。

周邊通道311包括內分層結構331和纏繞分層結構332，其中內分層結構331從翼部313穿過整個上橋312延伸到翼部314。纏繞分層結構332圍繞內分層結構331捲繞並在自身上封閉，從而完全包圍內分層結構331。纏繞分層結構332包括初始折片332a和最終折片332b，折片332a、332b在輪圈310的中平面N處相對於上橋312在徑向內位置中彼此重疊。

周邊通道還包括兩個內翼分層結構333、334，內翼分層結構333、334在翼部313、314和（部分地）上橋312的每一個處佈置內分層結構331與纏繞分層結構332之間。

輪圈310還包括外分層結構336，該外分層結構336在輪圈310中在外部從翼部313延伸到上橋312，直至翼部314。外分層結構336在翼部313和314處與纏繞分層結構332重疊。

輪圈310還包括兩個外翼分層結構337和338，各外翼分層結構在翼部313和314中的每一個處佈置在外分層結構336與纏繞分層結構332之間。

輪圈10還包括兩個周向嵌件341和342，所述兩個周向嵌件341和342佈置在上橋312與翼部313和314之間的兩個會聚區域中。這些周向嵌件341和342（完全類似於周向嵌件41和42）由摻入在聚合物材料中的在輪圈310的周向方向上定向的方向性結構纖維形成。周向嵌件341和342被插入在輪圈310的結構中位於纏繞分層結構332與外分層結構336之間，在外翼分層結構337和338下方。

分層結構331-338以類似於分層結構31-38的方式製成，每個分層結構具有一層或多層的結構纖維、優選方向性結構纖維。

周邊通道311包括一對周向突出部351和352，其完全類似於輪圈10的突出部51和52。所述一對周向突出部351和352中的每一個具有相對於平行於輪圈310的旋轉軸線的方向B傾斜銳角β的表面。相對於翼部313和314的端部315和316的傾斜角度α，角度β略小0.5-4度，優選略小約2度。

輪圈310可以用本領域已知方法之一製成，例如用根據EP 1231077B2教導的徑向模具製成。優選地，輪圈310以類似於輪圈10的方式製成；實際上，方法是相同的，差異當然是省略了涉及封閉通道和下橋（這裡不存在）的所有步驟。

10:輪圈 11:徑向外周邊通道 12:上橋 13:翼部 14:翼部 15:倒圓端部 16:倒圓端部 21:徑向內封閉通道 23:側壁 24:側壁 25:下橋 31:分層結構 32:分層結構 32a:初始折片 32b:最終折片 33:內翼分層結構 34:內翼分層結構 35:封閉通道分層結構 35a:初始折片 35b:最終折片 36:外分層結構 37:外翼分層結構 38:外翼分層結構 39:分層結構 41:周向嵌件 42:周向嵌件 51:周向突出部 52:周向突出部 α:角度 β:角度 A:方向 M:中平面 N:中平面 311:徑向外周邊通道 313:翼部 314:翼部 315:端部 316:端部 331:內分層結構 332:纏繞分層結構 332a:初始折片 332b:最終折片 333:內翼分層結構 334:內翼分層結構 336:外分層結構 337:外翼分層結構 338:外翼分層結構 341:周向嵌件 342:周向嵌件 351:周向突出部 352:周向突出部 135a:初始折片 135b:最終折片 135:封閉通道分層結構 400:模具 401:徑向內殼 402:徑向內殼 403:徑向外殼 404:中心模具嵌件 405:活動側模具嵌件 406:活動側模具嵌件 407:壓制元件

根據以下對本發明一些優選實施例的描述，本發明的另外特徵和優點將變得更清楚。在附圖中：

圖1是根據本發明第一實施例的輪圈的示意性截面圖；

圖2是圖1的輪圈的僅徑向外部的放大截面圖；

圖3是圖1的輪圈的僅徑向外側部的另一放大截面圖；

圖4是圖1的輪圈的僅徑向內部的放大截面圖；

圖5是根據本發明第二實施例的輪圈的示意性截面圖；

圖6是圖2中所示的輪圈的一種變型的示意性截面圖；

圖7是圖4中所示的輪圈的一種變型的示意性截面圖；

圖8和圖9是在輪圈本身的成型的兩個連續步驟期間，在成型模具內的圖1的輪圈的截面圖（以簡化方式表示，不包括其在圖1至4中可見的所有細節）。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

10:輪圈

11:徑向外周邊通道

12:上橋

13:翼部

14:翼部

15:倒圓端部

16:倒圓端部

21:徑向內封閉通道

23:側壁

24:側壁

25:下橋

31:分層結構

32:分層結構

32a:初始折片

32b:最終折片

33:內翼分層結構

34:內翼分層結構

35:封閉通道分層結構

35a:初始折片

35b:最終折片

36:外分層結構

37:外翼分層結構

38:外翼分層結構

39:分層結構

41:周向嵌件

42:周向嵌件

51:周向突出部

52:周向突出部

α:角度

β:角度

A:方向

M:中平面

Claims (15)

1. 自行車輪圈，所述自行車輪圈由複合材料的多個分層結構製成，每個分層結構由摻入在聚合物材料中的一層或多層結構纖維形成，其中所述輪圈包括徑向外周邊通道（11；311），所述徑向外周邊通道（11；311）包括上橋（12；312），所述上橋（12；312）在用於保持輪胎的兩個相對的翼部（13，14；313，314 ）之間延伸，其中所述周邊通道（11；311）包括內分層結構（31；331）和纏繞分層結構（32；332），其中所述內分層結構（31；331）從所述翼部中的一個翼部延伸到另一翼部，所述纏繞分層結構（32；332）至少在所述翼部的端部（15, 16；315, 316）處捲繞在所述內分層結構（31；331）上，並且所述纏繞分層結構（32；332）在自身上封閉，所述內分層結構（31；331）和所述纏繞分層結構（32；332）被包括在所述多個分層結構中。
2. 如請求項1所述之輪圈，包括徑向內封閉通道（21），所述徑向內封閉通道（21）在其徑向內位置中與所述周邊通道（11）成一體，其中所述封閉通道（21）由兩個相對的側壁（23，34）限定，所述兩個相對的側壁（23，34）由所述上橋（12）且在徑向內位置中由下橋（25）連接在一起，其中所述封閉通道（21）包括封閉通道分層結構（35；135），所述封閉通道分層結構（35；135）沿著所述下橋（25）、所述側壁（23，24）以及所述上橋（12）的至少一部分延伸，所述封閉通道分層結構（35；135）被包括在所述多個分層結構中。
3. 如請求項2所述之輪圈，其中所述封閉通道分層結構（35；135） 在所述周邊通道（21）處以初始折片（35a；135a）和最終折片（35b；135b）終止，其中所述封閉通道分層結構（35；135）的所述初始折片和所述最終折片與所述纏繞分層結構（32）並列佈置。
4. 如請求項3所述之輪圈，其中所述初始折片（35a）與所述最終折片（35b）間隔開，以便所述纏繞分層結構（32）部分地面向所述封閉通道（21）的內部。
5. 如請求項3所述之輪圈，其中所述初始折片（135a）與所述最終折片（135b）重疊，使得所述封閉通道（21）的內部被所述封閉通道分層結構（35）完全包圍。
6. 如請求項1所述之輪圈，其中所述周邊通道（31；331）包括兩個內翼分層結構（33，34，333，334），各內翼分層結構在各所述翼部（13, 14；313, 314）與所述內分層結構（31；331）處重疊，並且與所述內分層結構（31；331）一起被所述纏繞分層結構（32, 332）圍封，所述內翼分層結構（33, 34；333, 334）被包括在所述多個分層結構中。
7. 如請求項2所述之輪圈，包括外分層結構（36），所述外分層結構（36）在外部從所述翼部（13）中的一個翼部延伸到所述側壁（23）中的一個側壁、延伸到所述下橋（25）、延伸到所述側壁（24）中的另一側壁、延伸到所述翼部（14）中的另一翼部，其中所述外分層結構（36）在所述封閉通道（21）處與所述封閉通道分層結構（35）重疊，並且在所述翼部（13, 14）處覆蓋所述纏繞分層結構（32），所述外分層結構（36）被包括在所述多個分層結構中。
8. 如請求項7所述之輪圈，包括兩個外翼分層結構（37，38），每個所述外翼分層結構（37，38）在各所述翼部（13，14）處與所述纏繞分層結構（32）重疊，並且在所述封閉通道（21）處覆蓋所述封閉通道分層結構（35），位於所述外分層結構（36）下方，所述外翼分層結構被包括在所述多個分層結構中。
9. 如請求項7所述之輪圈，包括在所述下橋（25）處的下橋分層結構（39；239），所述下橋分層結構（39；239）被包括在所述多個分層結構中。
10. 如請求項9所述之輪圈，其中所述下橋分層結構（39）佈置在所述外分層結構（36）與所述封閉通道分層結構（35）之間，或者在相對於所述外分層結構（36）的相反一側上與所述封閉通道分層結構（35）重疊。
11. 如請求項1所述之輪圈，其中所述翼部（13，14；313，314）的相應的端部（15，16；315，316）相對於所述輪圈的軸向方向按照預定銳角α朝向彼此折疊，所述預定銳角 α優選地等於約20°，並且所述周邊通道（11；311）包括一對周向突出部（51，52，351，352 ），所述一對周向突出部（51，52，351，352 ）具有相對於所述輪圈的所述軸向方向以銳角β傾斜的表面，其中α ＞ β。
12. 如請求項11所述之輪圈，其中差α – β在0.5度與4度之間，優選等於約2度。
13. 製造自行車輪圈（10；310）的方法，所述自行車輪圈（10；310）由基於摻入在聚合物材料中的結構纖維的複合材料製成，所述輪圈（10；310）包括徑向外周邊通道（11；311），所述徑向外周邊通道（11；311）包括上橋（12；312），所述上橋（12；312）在用於保持輪胎的兩個相對的翼部（13, 14；313, 314）之間延伸，所述方法包括以下步驟： a）提供：根據所述自行車輪圈（10；310）輪廓成形的徑向模具（400）；至少一個壓制元件（407）；和至少一個模具嵌件（404，405，406 ），用於在所述模具（400）中形成端部區域，所述端部區域適於形成所述翼部（13，14；313, 314）； b） 在工作平面上鋪設未固化複合材料的纏繞分層結構（32；332），所述複合材料包括摻入聚合物材料中的結構纖維； c） 在所述纏繞分層結構（32；332）上鋪設未固化複合材料的內分層結構（31；331），所述複合材料包括摻入在聚合物材料中的結構纖維，所述內分層結構（31；331 ）的長度等於所述纏繞分層結構（32；332）的長度，並且所述內分層結構（31；331 ）的寬度小於所述纏繞分層結構（32；332）的寬度的一半; d）將所述纏繞分層結構（32；332）的兩個相對的折片（32a, 32b；332a, 332b）沿寬度方向折疊在所述內分層結構（31；331）上，使所述兩個相對的折片彼此重疊； e）在所述模具（400）中佈置所述壓制元件（407）和所述纏繞分層結構（32；332），其中所述內分層結構（31；331）被包括並以C形形狀折疊在所述壓制元件（407）上； f） 將所述至少一個模具嵌件（404，405，406）定位在所述模具（400）中，使得圍封有所述內分層結構（31；331）的所述纏繞分層結構（32；332）到達所述模具（400）的所述端部區域； g）封閉所述模具（400），並利用所述壓制元件（407）在所述纏繞分層結構（32；332）和所述內分層結構（31；331）上施加壓力，以便在所述模具（400）的所述端部區域的方向上使所述聚合物材料流動並移動所述結構纖維，直到佔據所述模具（400）與所述至少一個模具嵌件（404，405，406）之間的整個空間； h）使所述模具（400）經受壓力和溫度分佈，以引起所述聚合物材料的定型； i）打開所述模具（400）； j）移除所述至少一個模具嵌件（404, 405, 406）； k）移除模制的自行車輪圈（10；310）。
14. 如請求項13所述之方法，還包括以下步驟： a1）提供兩個周向嵌件（41, 42；341, 342），其中每個嵌件由摻入在聚合物材料中的方向性結構纖維形成，所述方向性結構纖維沿所述周向方向定向； f1）在所述模具（400）中，將所述周向嵌件（41，42；341，342）定位在所述上橋（12；312）與所述翼部（13，14；313、314）中的一個的會聚區域處，位於圍封有所述內分層結構（31；331）的所述纏繞分層結構（32；332）與所述壓制元件（407）之間。
15. 如請求項13所述之方法，還包括以下步驟： d1）提供封閉通道分層結構（35），所述封閉通道分層結構（35）被捲繞在所述壓制元件（407）上。

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