CN102343762A - 复合材料制成的轮辋或轮辋部分 - Google Patents

Abstract

轮辋，该轮辋用于转动轴为A的车轮，轮辋包括第一元件(21)，第一元件呈围绕轴A回转的刚体段部的形式，所述刚体段部由复合材料制成的单体零件制成，并且所述第一元件包括相互区别的第一端部(7)和第二端部(8)，其特征在于，所述第一元件(21)通过挤压拉伸制成，并且在第一端部(7)和第二端部(8)之间构成角度大于350°的一弧形回转刚体段部；并且，组成第一元件的所述复合材料包括埋入在热固性基质中的纤维，纤维构成所述第一元件的至少50％的重量。

Description

复合材料制成的轮辋或轮辋部分

技术领域

本发明涉及由复合材料制成的轮辋或轮辋部分。

背景技术

自行车轮辋首先主要地由金属材料制成，如钢和铝。一种制造金属轮辋的常见方法包括：实施直线形型件，将型件折弯并且将两端部焊接在一起，以实施环状体。只有由于金属材料表现出足够的延展性，这种方法才是可能的。

现今，还实施复合材料制成的轮辋。由复合材料制成的轮辋或轮辋部分就提供的刚度/重量比而言，受到自行车运动员的极大好评。

用于制造复合轮辋的材料选择的可能性是很大的。例如可以使用埋入基质中的玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维，基质可是热塑性或热固性类型的。此外，可以选择不同长度的并且根据其它不同构型相互布置的纤维。

例如，在热塑性基质中的短纤维组合允许通过注射来制造轮辋。这种方法并不允许制造具有非常好的刚度/重量比的轮辋元件，特别是因为所使用的纤维应非常短并且纤维数量对热塑性基质数量的比例过于小，使得不能充分地利用纤维所提供的优点。

还可以设计在热塑性基质中使用编织纤维(fibres tissées)，以允许与用于金属轮辋所使用的方法相似的一种制造方法。即，实施直线形形状，然后进行热折弯。当然，这种方法使得必须要使用热塑性基质。此外，由于玻璃纤维或碳纤维的模量很大，并且不能拉伸，该方法还使得必须对纤维取向进行特定的构型。典型地，将不可能弯折零件，该零件的纤维布置在所述零件的一部分中，并且沿着零件的一方向——该方向对应上述部分并且对应在折弯过程中的伸长方向——取向，将不可能折弯该零件。此外，直线形形状发生变形，直到获得一圆形环状体，这需要不可延伸的纤维的数量相对于基质的数量而言要小。最后，通过这种方法实施具有凹空型面的轮辋是不能实现的。

从此可以知道，为了制造具有非常好的刚度/重量比的复合材料轮辋，需要优选地使用大量的长纤维，能够沿着任何方向，特别是沿着在热固性基质中的一周向对长纤维进行布置。

由于材料的成本，也由于轮辋制造所需的时间长，这种轮辋的制造昂贵。

专利文献US 6347839描述了一种制造复合轮辋的方法。轮辋由包含纤维的二十四层构成，这此情形中是玻璃纤维。不同的浸渍环氧树脂的纤维层相互叠置布置在一模具中，因而形成一层压织物。在树脂聚合后，轮辋从模具取出。有利地将一轮辋实施成单体部分，不过该方法耗时长并且需要大量的操作。此外，并不能使许多纤维层在模具中的配置自动化，这是为什么在单体轮辋的整个制备周期中需要操作者在场。

另一方面，该方法使凹空零件——如可以是自行车轮辋——的模制变得不可能。因而为了绕过这种困难，使用非常轻质材料的内型芯，一旦轮辋制成，内型芯就保持就位。当然就重量而言，这种解决方案不是最优的。另一方面，为了避免压碎经常由泡沫塑料制成的型芯，树脂的注射压力受到限制。用于绕过这种困难的另一种解决方案包括，用多个部分来实施轮辋，每个部分呈环形并且打开的形状，这些部分相互胶接以实施最终的轮辋。该解决方案不仅就时间和材料而言代价不菲，而且由于如此制成的轮辋更加重，因此性能较差。

另一已知的实施轮辋的方法在于使用一充气囊。该方法允许免去型芯，不过仍是耗时且昂贵的一种方法。

在专利申请US 6398313中描述了另一种方法。在该方法中，轮辋由两个半轮辋构成，每个半轮辋构成角度为180°的弧形段部。每个段部通过模制制成。借助于由两个半球体制成的这种构型，轮辋剖面的封闭部分从而是在段部的两端部打开的段部的凹空部分。对于模制而言，因而可使用更加坚硬的一种可抽取的型芯，并且更大的压力是可能的。在段部之间的两接合处通过在轮辋的内部配置套节来实施。由于这两个套节的存在，这种技术不允许实现优化重量的轮辋。

另一方面，该方法还是一种耗时、昂贵的方法。实际上，如同由不同纤维层组成的复合结构的所有模制方法，纤维层在模具中的配置产生大量的废弃物，这是因为在置于模具中前，纤维层在标准大小的织物板中进行切割。此外，这些模制方法还产生难以回收的树脂废弃物，这是因为这些树脂废弃物已经聚合。因此可以看见，在与制造成本、时间相关联的缺陷之外，复合材料制成的轮辋的模制还存在环境问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轮辋，或提供一种轮辋部分，即包含在这种轮辋的制造中的一元件，该轮辋或轮辋部分不具有现有技术的缺陷。

特别地，本发明的目的在于实施一种牢固的、轻质的轮辋，该轮辋包含复合材料的，如埋入可聚合树脂制成的基质中的纤维织物。

本发明的目的通过提供一种轮辋来达到，该轮辋用于转动轴为A的车轮，轮辋包括第一元件，该第一元件呈围绕轴A回转的刚体段部(

de solide)的形式，所述刚体段部由复合材料制成的单体零件制成，并且所述第一元件包括相互区别的第一端部和第二端部，其特征在于，所述第一元件在第一端部和第二端部之间构成角度大于350°的一弧形回转刚体段部；并且，组成第一元件的所述复合材料包括埋入的纤维，纤维构成所述第一元件的至少50％的重量。

在本发明的优选实施方式中，除了前文段落中的特征，所述轮辋还包括在下文中所列出的特征的所有技术上可能的组合：

-组成第一元件的复合材料包括热固性基质，

-第一元件通过挤压拉伸制成，

-轮辋的剖面部分之一是封闭的部分，

-组装部件可以包括胶合剂、在封闭的剖面部分中***的套节、加强带、销，

-轮辋包括第二元件，第二元件呈围绕轴A回转的一刚体段部的形式，所述刚体段部由复合材料制成的单体零件制成，所述第二元件的相互区别的第一端部和第二端部由角度大于350°的一弧形部分开，

-第一端部和第二端部以互补的方式进行机加工，以允许相互的嵌套和实施轮辋的封闭，

-轮辋包括第一元件和一结构表层，第一元件构成通过挤压拉伸制成的一型芯，结构表层至少部分地覆盖所述型芯。

包括这种元件的轮辋的实施使得轮辋的制造成本更低，而该轮辋的刚度/重量比最大，该元件由构成轮辋周沿的整体或准整体的单体复合零件制成。此外，大于50％的纤维/树脂比例的选择更加加强在刚度/重量比上的改进，特别是碳纤维。

本发明的目的还通过实施轮辋的一种制造方法达到，所述制造方法包括以下步骤：通过挤压拉伸获得至少一元件，该元件呈由复合材料制成的、围绕轴A回转的刚体段部的形式，所述元件包括第一端部和第二端部，并且在两端部之间构成角度大于350°的一弧形回转刚体段部；从至少一所述元件制备轮辋的粗坯，所述制备步骤可以包括附加的机加工步骤；制备用于粗坯的两端部的组装部件；和组装粗坯的两端部。

在本发明的优选实施方式中，所述方法可包括在下文中所列的步骤的全部或一部分：

-组装部件的制备步骤包括：在粗坯包括一凹空主体的情形下，套节的制造，

-组装部件的制备步骤包括制备布置在粗坯的侧翼上的加强件，

-两端部的组装通过胶接实施，

-两端部的组装通过共同层压实施，

-粗坯的制备步骤包括在包含在辐条的锚固点之间的区域中对下桥接件的机加工步骤，

-粗坯的制备步骤包括用于对销设定范围的卷钩边的穿孔步骤，

-粗坯的制备步骤包括通过配置加强板来对辐条的锚固点进行加固的加固步骤，

-粗坯被复合织物层覆盖，以获得最终的轮辋。

附图说明

图1是包括根据本发明的第一实施方式的轮辋元件的自行车车轮的视图。

图2是图1的轮辋元件的侧视图。

图3是在组装前，第一实施方式的轮辋的透视图。

图4是根据本发明的第二实施方式的轮辋的剖视图。

图5a、5b、5c是轮辋元件的剖视图。

图6是根据本发明的第三实施方式的轮辋的剖视图。

图7是根据本发明的第四实施方式的轮辋的剖视图。

图8是根据本发明的第五实施方式的轮辋的侧视图。

图9、10和11分别是根据本发明的第六实施方式、第七实施方式和第八实施方式的轮辋的透视图。

图12是获得根据本发明的车轮轮辋元件的方法的示意图。

图13、14和15是示出根据本发明的轮辋的附加和选择的制造步骤的视图。

图16是根据本发明的第一实施方式的变型的轮辋的透视图。

图17和18分别是根据本发明的第九实施方式和第十实施方式的轮辋的纵剖面图。

图19是根据本发明的第十一实施方式的示意图。

图20是根据本发明的第十二实施方式的轮辋的横剖面图。

图21是示出图20的轮辋的制造步骤之一的示意图。

图22是根据本发明的第十二实施方式的变型的轮辋的横剖面图。

具体实施方式

在图1上示出的车轮1用于安装在自行车上并且配有轮胎2。在本申请的含义中，轮胎可以是带钢丝(tringle)或轮缘的轮胎，用于与轮辋的对应的凸起配合，或是管式轮胎，有时称作“内胎(boyau)”并且在轮辋上胶接。车轮以侧视图示意，车轮的平面P是图示的平面。

车轮1包括轮辋3和轮毂4，所述轮辋的至少一环形元件由复合材料制成，所述轮毂在轴A上定中心并且用于固定在自行车的车架或车叉上。本发明还适用于这样的车轮和轮辋：所述车轮和轮辋用于其它交通工具，所述交通工具使用与自行车的车轮相似的车轮，如三轮脚踏车、四轮自行车、轮椅等...

辐条5将轮毂4与轮辋3相连接。辐条和轮毂也可以由复合材料制成或由金属合金制成(钢、铝、钛，...)。在本申请的含义中，将这样一种材料称之为复合材料：在该材料中，纤维埋入基质中。复合材料的一示例通过浸渍环氧树脂的编织丝零件的覆盖(drapage)实施，每根丝由碳纤维构成。

图2示出轮辋3的粗坯6。该粗坯对应围绕轴A回转的刚体段部，轴A是最终(final)车轮的转动轴。根据包含轴A的轴线的轮辋剖面对应于轮辋的最终型面，并将参照图3进行详细的描述。粗坯的曲度半径R对应轮辋的标准最终直径(diamètre final normalisé)的一半。

根据本发明，轮辋的粗坯由复合材料制成的单体部分制成，并且包括第一端部7和第二端部8。在这两个端部之间，粗坯6构成角度α＝360°的一角形段部。出于图示清晰的原因，两个端部7和8在图1上相互分开。

在未显示的本发明的一实施变型中，角度α略小于360°，特别是在350°到360°之间。在该变型中，粗坯6的每个端部7和8将与具有与粗坯相同的型面的一销相接触。

图3在一分解透视图中示出允许组装轮辋3的不同元件。

粗坯6的型面是最终轮辋的型面。型面由上桥接件9、下桥接件10构成，两桥接件通过两侧面11相互连接。侧翼(flancs)12使侧面延伸超过上桥接件，直到卷钩边13，卷钩边被设置用于保持车胎的根部。粗坯预先地在其两端部7和8被切割，以使得在内侧侧翼12(车胎根部的支承面)的底部的粗坯周沿的总长度是欧洲轮胎与轮辋技术组织(ETRTO)标准所推荐的值之一，例如622mm。

还预先地制备一套节14。优选地，该套节14是由复合材料制成的凹空结构。套节的外剖面与通过下桥接件和上桥接件以及侧面限定的凹空主体17的内断面相同。优选地，套节14的曲度与轮辋的曲度半径R等同。

与大约为2m的粗坯的圆周长度相比，套节的长度L相对较小。实际上，套节的长度可以在10到100mm之间。考虑到套节的较小长度，并且如果所使用的用于实施套节的材料具有一定的弹性，可以使用一直套节，即不具有曲度的套节。

在套节由复合材料制成的情形中，有利地，通过挤压拉伸来制造套节。不过，可以用不同的材料和/或任何其它方式来实施该套节。

粗坯的预先制备还包括在侧翼12的内侧面中对槽座16的机加工。这些槽座的尺寸被设置以使得附加加强件15可以嵌入并且与侧翼12的内侧面的表面相齐平。

将被使用的套节14、加强件15和胶合剂构成全套的粗坯6的组装部件。

粗坯6、套节14和加强件15一旦制备好，就执行轮辋3的组装。套节14在第一端部7中***和胶接，继而在第二端部8中***和胶接，以使得两端部7和8的前侧表面相互接触。使用未显示的工具(moyensd’outillage)来将两端部7和8保持就位和保证两端部对齐。

通过套节14实施的组装允许相对大的固定面，这保证在粗坯的两端部之间非常良好的粘结(cohésion)。例如，对于凹空箱体的内圆周为80mm并且套节长度为40mm的轮辋而言，对于每个端部，设置1600mm2的接触面。在所有情形中，组装通过胶接、共同层压(下文中描述)的套管式连接或通过上销实施，两端部之一相对于两端部的另一个的对拉力的耐抗性(tenue)大于100MPa。

加强件15继而在其槽座中通过胶接放置。加强件保证在产生于粗坯6的第一端部7的侧翼12部分和产生于第二端部8的侧翼部分之间的接合刚度。

在本发明的第一实施方式的未显示的变型中，附加加强件还可放置在侧翼12的外侧面上或甚至惟一地放置在侧翼的外侧面上。

图16示出图3的实施方式的一变型。在该变型中，如对于参照图3描述的轮辋而言，粗坯6的型面是最终轮辋的型面。在组装前，粗坯的制备包括在卷钩边13中实施孔洞100的步骤。优选地，这些孔洞100在位于卷钩边中的单向纤维中刺穿。

在组装粗坯6的两端部时，使用套节14和用于轮辋的上部分的销101，套节与在上文中描述的套节相同。销101在孔洞100中胶接。销可以是金属的(铝、钛、钢，...)或复合材料的(环氧碳、环氧玻璃，...)。在销是复合材料的情形中，销优选由单向纤维制成。

在图16上描述的解决方案允许保证在卷钩边位置的机械连续性，而没有在内侧面(与轮胎相接触)，和在外侧面(在制动区域的位置)上的厚度余量。

图4以剖视图示出根据本发明的第二实施方式的轮辋。出于简洁的原因，与在第一实施方式的范围内描述的元件相似的该轮辋的所有元件采用相同的数字标识，并且在图4上不再特意地重复。

剖面沿着一平面实施，该平面垂直于车轮的平面P并且经过车轮的轴A，剖面在位于粗坯6的两端部7和8之间的接合处附近经过。因此可显示粗坯6的型面和套节14的型面。如同在第一实施方式中，粗坯6的型面由下桥接件10、上桥接件9、侧面11和侧翼12构成。不过在此情形中，以凹空主体17的形状作为特征。凹空主体包括下部分171和两上侧部分172，如同在前述的实施方式中，该下部分与侧面11相面对，该上侧部分与侧翼12相面对。考虑到侧面11比上桥接件9更高，侧面通过盘体18直接地与侧翼12相连接。在侧面11的上部分和侧翼12之间限定的凹形空间，即上侧部分172，与凹空主体的其余部分，即下部分171邻接。

有利地，套节14的型面完全地贴合粗坯6的凹空主体17的尺寸，并且包括两边缘19，边缘的形状与上侧部分172的形状相互补。这些边缘19如在图4上所示，可以是凹空的，或如果盘体18的深度过小，边缘可以是实心的。无论边缘的形状或厚度如何，这些边缘19改进套节的刚度并且因此改进最终轮辋的刚度。这些边缘使得加强件的配置没有必要，如描述的用于前述实施方式的加强件15。这些边缘允许实施较薄的套节并因此实施整体上更轻的车轮。

图5a、5b、5c是根据本发明实施的轮辋元件的剖视图。

这些元件可以相互组合或与其它组件相互补充，以制造轮辋的粗坯6。轮辋的粗坯的两端部7和8继而相互接合，以完成如参照图3所描述的轮辋。

根据本发明，这些元件的每个对应围绕轴A回转的一刚体段部，刚体段部在其两端部之间构成角度α＝360°的一角形段部。

在图5a上，第一元件21具有一型面，该型面包括一上桥接件9、两侧翼12，卷钩边13位于侧翼的端部。

在图5b上，分别地在图5c上，第二元件22，分别地第三元件23，具有一型面，型面包括一下桥接件10和两侧面11。

在图5a、5b、5c上示出的元件与不是通过弯曲挤压拉伸获得的轮辋部分相连结，以实施根据本发明的轮辋。例如，可将在图5c上示出的第三元件与铝制的一轮辋部分相连结，该铝制的轮辋部分由挤压、折弯继而焊接的型件获得。如在下文中将看到的，还可以将通过挤压拉伸获得的不同元件组合在一起。

图6描述本发明的第三实施方式，在该第三实施方式中粗坯6通过图5a的第一元件21与图5b的第二元件22的组装构成。第一元件和第二元件的组装通过胶接实施，以使得如此获得的组件(ensemble)被构型如在图2上描述的粗坯，即，使得粗坯具有第一端部7和第二端部8，由粗坯6的主体构成的角度为360°的弧形部将第一端部和第二端部分开。两端部继而相接合，如在上文中所描述的，以获得最终的轮辋。通过组装第一元件21和第二元件21来实施称之为“下部轮辋”的轮辋。

图7描述本发明的第四实施方式，在该第四实施方式中粗坯6通过图5a的第一元件21与图5c的第三元件23的组装构成。在如此获得的粗坯的两端部7和8，如上文所述相接合后，实施称之为“上部轮辋”的轮辋。

图8描述本发明的第五实施方式，在该第五实施方式中轮辋，如本发明的第四实施方式的轮辋，通过图5a的第一元件21与图5c的第三元件23的组装构成。除了第一元件21和第三元件23的实施步骤外，根据本发明的第五实施方式的实施轮辋的方法包括第三元件23的两端部的连接步骤，以实施局部封闭的轮辋。第三元件23的该连接步骤以在上文中参照加强件15和/或套节14描述的方法相似的方法实施。

下一步骤包括：将第一元件21置于在前一步骤获得的局部封闭轮辋的内部，以将第一元件的两端部连接，以使得第一元件21的两端部的接合平面不与第三元件23的两端部的接合平面重合(confondre)，并且将整体胶接。在此最后的步骤中，不需要布置与在前述实施方式中设置的加强件15相似的加强件，以保证在侧翼12的位置，在两端部之间的完美接合，这是因为该功能已通过第三元件23保证。实际上，在第一元件21的端部的接合处的位置，第三元件23是连续的。

在图8的实施方式中，第一元件和第三元件的接合平面是截然相反的。第一元件和第三元件的接合平面也可以仅仅错开数个角度并且与设置用于气动充气阀的位置是截然相反的。

图9示出用于实施根据本发明的第六实施方式的轮辋的粗坯6的组装。这涉及被设置用于接纳一充气内胎(boyau pneumatique)的轮辋。粗坯6的第一端部7在垂直于轴A的方向上，根据凸形人字齿的型面被切段。至于第二端部8，其根据与第一端部的人字齿完全互补的凹形人字齿的型面，以相似的方式被切段。两端部7和8可以完全地相互嵌套，并且与参照图3描述的套节相似的套节14完成组装。在该实施方式中，在两端部7和8之间的联结是特别坚固的，特别是对于侧向的作用力。

图10示出用于实施根据本发明的第七实施方式的轮辋的粗坯6的组装。这涉及被设置用于安装钢丝轮胎(pneumatique àtringle)的轮辋。在该实施方式中，两端部7和8沿着垂直于轴A的一平面被切段。对应在第一端部7和第二端部8之间的粗坯6的角幅值的角度α，略大于360°。

第一端部7在侧翼12的内侧面的位置被机加工，以布置槽座16。第二端部8在整个前侧面中也被机加工，除了在侧翼12的内侧面的位置，以构成从第二端部8凸出的两舌片20。两舌片20的形状与槽座16的形状互补，并且被设置用于嵌套在槽座中。两端部7和8一旦被机加工，粗坯6的角形延伸部分，不考虑舌片20，具有360°的角度值。组装通过套节14完成，该套节通过与参照前述图示进行描述的方法相似的方法，***在两端部7和8的凹空主体17中。

在本发明的第七实施方式的未显示的变型中，第一端部7的机加工并不限于在侧翼12的内侧面中产生槽座16，而是还包括在凹空主体17的整个内侧面上，在从数个毫米到数十个毫米的深度“p”上机加工周沿槽座。作为补充，第二端部8被机加工以使得，不仅舌片20从侧翼12凸出，而且使得卡箍延伸上桥接件9、下桥接件10和侧面11的内侧部分。卡箍被设置用于***在周沿槽座中，周沿槽座布置在第一端部7中。在该变型中，套节和附加加强件一样不是必需的。

图11示出用于实施根据本发明的第八实施方式的轮辋的粗坯6的组装。这涉及被设置用于安装钢丝轮胎的轮辋。在该实施方式中，两端部7和8沿着垂直于轴A的平面切段。对应在第一端部7和第二端部8之间的粗坯6的角幅值的角度α，略小于360°，同时大于350°。

第一端部7和第二端部8在侧翼12的内侧面的位置被机加工，以布置槽座16。

在组装前预先地，制备一中间零件35。该零件优选地由碳或由兼容的塑料材料或复合材料制成，以与粗坯6胶接。该零件包括一中心部分36，该中心部分完全地具有与粗坯6的剖面相同的外廓。该中心部分36用于插置在粗坯的第一端部和第二端部之间。中间零件还包括两卡箍37和四个舌片38。舌片38***在布置在侧翼12的内侧面中的槽座16中并且被胶接，以保证在侧翼12的位置的组装。卡箍的外廓与凹空主体17的内廓是相同的并且胶接在一起。在所描述的实施方式中，中间零件35是气动充气阀43的阀座。

图17示出本发明的第九实施方式。粗坯6首先通过挤压拉伸制成，继而被切段成期望的尺寸。用于粗坯6的两端部7和8的组装的套节14由型芯102构成，型芯由可膨胀的泡沫塑料制成，裹围在预浸渍的树脂碳织物壳体104中。在图17示出的位置中的烘干(cuisson)周期前，套节14布置在粗坯6中。两端部7和8相互接触并且在整个烘干期间保持。在热量的作用下，泡沫塑料发生膨胀并且施加壳体104的预浸渍的层压压力抵靠挤压拉伸的型件内部。

图18示出本发明的第十实施方式。与第九实施方式所使用的方法相似，套节包括壳体104，壳体由预浸渍的树脂碳织物构成。层压压力通过充气囊103施加，引管105与充气囊相连结。不可延伸的引管允许从轮辋的外部供给充气囊103。

在本发明的第九实施方式和第十实施方式中，将述及局部的共同层压，这是因为与套节14的壳体104被层压和变为一结构元件的同时，在预浸渍时壳体没有任何刚度，壳体104固连地固定在挤压拉伸的型件的内侧面上。套节的共同层压对于套节和多步骤的粗坯组装的层压是优选的。实际上，这允许优化和减少树脂的数量，并最小程度地缩小在套节和挤压拉伸的型件之间的接口区域。此外，这使得附加的胶合剂的使用无效。

图19示出本发明的第十一实施方式。在该实施方式中首先以凹空的挤压拉伸型件的形式实施粗坯6。该型件可以由碳制成。该粗坯的壁体较薄，不具有足够由其本身构成自行车车轮的轮辋的机械特性。粗坯的两端部根据上文中描述的方法之一进行组装，以实施一封闭的环状体107。封闭的环状体107被使用于根据围绕封闭的环状体覆盖预浸渍的碳织物层106的方法，来制造最终的轮辋。烘干周期实施织物层在封闭的环状体107上的局部共同层压。因此，最终的轮辋一方面由第一元件、挤压拉伸的型芯、和裹围所述型芯并构成例如轮辋的上部分(卷钩边、轮辋底部)的一结构表层构成。该制造方法允许极大地改进现有的通过预浸渍织物的覆盖来制造轮辋的方法，这是因为围绕以织物层覆盖的型芯由这样的元件构成，该元件具有与织物层相同的机械特性。也可设计第十一实施方式的其它变型。例如可通过第一元件的挤压拉伸，继而通过该第一元件的套管式连接进行组装来实施，以构成轮辋的上部分，分别地下部分。然后，通过覆盖实施下部分，分别地上部分。

图20示出本发明的第十二实施方式。粗坯6通过挤压拉伸制成，而粗坯的两端部通过上文描述的方法之一进行组装，以获得一封闭的挡圈。在上桥接件的位置，挡圈的型面形成两凹槽115和116，凹槽位于上桥接件的边部并且具有向外取向的一开口。凹槽限定两环形容积，环形容积包含在由挡圈的箱体限定的含突出部分的容积中，并且沿着相对于轮胎的径向方向缩进。例如，如在图20上可以看见，形成上桥接件109的挡圈的壁体在侧壁附近中断，并且由两连接壁体117和118延伸，连接壁体与相对于这些壁体的顶部缩进的侧壁体接合。因此，连接壁体和侧壁体的上部分界定两凹槽。

两凹槽115、116由两卷绕体119和120填补。卷绕体由连续纤维——例如埋入树脂基质中的玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维——的卷绕形成。纤维由例如连续的碳丝束(mèches de filaments de carbone)形成。碳丝束可以包括在数十个到数千个之间的丝。纤维可以由许多裂解纤维丝形成，即长度为数厘米、以绳线的方式相互缠绕的基础纤维丝。纤维还可由编织线形成，编织线的所有丝沿着接近由纤维限定的纵向方向的方向取向。

图21示意性地示出卷绕体119和120的实施方式。根据该实施方式，挡圈113安装在盘体123上，盘体123通过轴124在转动方面是活动的。例如，挡圈借助于挡块125a、125b、125c、125d在盘体上保持不动，挡块沿着相对轴的轴线的径向方向是活动的。两纤维束127和128从供料滚筒129和130牵拉。纤维束例如借助于在装满树脂的槽132中的转轮进行转向，以浸渍树脂，继而纤维束重新由转轮导向，以分别地位于每个凹槽的平面中。在离开槽时，可设置脱水装置133，例如相互压紧的两压辊，以排出可能的多余树脂。纤维优选地被拉伸，以压紧纤维和树脂。任何适合的方式均适用于保持这种拉伸。并且是为了形成拉紧的卷绕体，而使得凹槽在这里是向外打开的。为了实施卷绕体，使挡圈在盘体上保持不动，通过任何合适的方式将纤维的端部与挡圈相连结。例如借助于黏合剂将纤维的端部与凹槽的底部胶接，或将纤维的端部在为此设置在挡圈上的孔洞或孔隙中穿过，也可使用其它的方式。纤维丝的端部一旦钩挂在挡圈上，带动盘体转动以实施卷绕体120和121。一旦卷绕体制成，切割纤维并且通过任何合适的方式固定纤维的端部，例如通过黏合剂。继而树脂进行聚合。根据所使用的树脂的属性，聚合作用在环境温度下进行或通过外部加热加速进行。热量可以由任何合适的方式提供，例如轮辋的挡圈可以在卷绕操作前被加热，或可以使用红外加热灯，或甚至可以在炉子中实施烘干。优选地在树脂的聚合过程中，将轮辋保持转动运动，以避免在重力的作用下树脂的局部集中。

轮辋的精整操作——如不同的机加工——是可能的。另一方面，许多的变型是可能的。代替通过湿法涂覆树脂的纤维，可使用这样的纤维，该纤维包括在离开供料滚筒时进行加热的干纤维和热塑性材料纤维的混合物，或甚至预浸的这样的聚合树脂的纤维，该聚合树脂的聚合反应通过低温保存被阻止。

图22示出第十二实施方式的实施变型，在该实施变型中卷绕体119布置在轮辋的底部121上。

图12示意性地示出获得根据本发明的轮辋的粗坯6的方法。挤压拉伸机器25一方面由一个或多个织物层27进行供给，而另一方面通过树脂29进行供给。机器还可以由合成纤维层、纤维丝33或纤维进行供给。织物层27以及纤维丝33从卷轴26进行络丝，而树脂从容器28进行供给。织物、合成纤维层、纤维丝或纤维通过在浸渍槽或浸渍室中通过，或通过喷雾浸渍树脂，并且经过控制树脂浓度和确定剖面形状的加热拉丝模进行牵拉。在推荐的用于制造根据本发明的轮辋元件的方法中，拉丝模给型面提供一曲形形状(forme courbée)。在一加热拉丝模区域中的通过引起热固性树脂的聚合并且提供型件的最终形状。所使用的材料是碳纤维、玻璃纤维或任何其它纤维。

在机器25的出口30，连续的一曲形型件31流从机器排出。型件具有一定的高度“e”，以使得将不描述用于型件31的单体曲度半径。而是将描述平均的曲度半径“r”。型件的平均曲度半径基本在250到340mm之间。在前文所述的实施方式中，型件的平均曲度半径——对应在与上桥接件9的接合处，侧翼12的内侧面的底部的曲度半径——基本等于311mm。

型件31被切段成所期望的长度，以使得型件在其两端部之间构成一回转主体，回转主体的延伸部分内接于角度α大于350°的弧形部。该回转主体构成在上文中述及的粗坯6。在参照图3所描述的类型的实施方式中，角度“α”将基本等于360°。在参照图10所描述的类型的实施方式中，角度“α”将基本大于360°，而在参照图11所描述的类型的实施方式中，其将基本小于360°。

为了实施轮辋的粗坯，在切段后的曲形型件的挤压拉伸方法，相对于现有的获得复合材料制成的自行车车轮轮辋的方法而言是特别有利的，并且这出于多个原因。首先，获得曲形型件的方法是一种连续的方法，其允许更快的实施速度。此外，在织物浸渍时，这直接地在挤压拉伸机器中进行，多余的树脂没有损失，而是可直接地被回收。此外，在该方法中所使用的织物是以最优的方式进行的。实际上，与获得复合材料的轮辋的现有方法相反，除了产生于不同的机加工，不存在其它的织物损失。在弯曲挤压拉伸时使用的织物是对纤维丝进行编织的结果，这些纤维丝每根由大量的一种材料——如玻璃或碳——的丝或纤维构成。弯曲挤压拉伸保证一定数量的、构成织物的纤维丝从粗坯6的第一端部7到第二端部8，即在1.5m到2.5m之间的长度上的连续性，并且在如上文所述的实施方式的情形中在大约2米的长度上。

获得根据本发明的轮辋或轮辋部分的方法的另一优点在于直接地实施具有凹空箱体的粗坯的可能性。已知的实施复合材料制成的轮辋的现有方法仅允许在刚度/重量比减小的条件下，较为困难地进行这样的实施。

在本发明的不同实施方式中，为了获益具有可能的最优刚度/重量比的轮辋，限制树脂相对于纤维的使用。优选地在机器25的出口，纤维对应至少50％的粗坯重量。在以埋入在热固性基质——例如环氧树脂——中的碳纤维制造的粗坯的情形中，在粗坯的质量的55％到75％之间的纤维比例获得良好的效果。

图13、14和15描述可以再补充到在上文中所描述的制造步骤中的附加制造步骤。

根据图13和14，附加的步骤包括轮辋的局部机加工，以根据所寻求的最终特性修改轮辋的几何形状。例如通过在不要求厚度和强度大的所有区域中减小厚度。该厚度减小可以借助于圆柱形双面铣刀32执行，以减小下桥接件10的厚度。

在图13上，使用铣刀32的周沿，以在辐条5的锚固点40之间机加工下桥接件10的渐轻部分39。该机加工可以在辐条5的固定之前执行。在该机加工后，在之上将进行机加工的轮辋的壁体的局部厚度将可也薄如0.3mm，而未经历机加工的壁体厚度将在0.8到5mm之间。

在图14上，使用铣刀32的平坦面来在辐条5的锚固点40之间机加工下桥接件10的带凸肩的减轻部分41。这种减轻部分可以在轮辋上的其它位置进行机加工，特别是在侧面11上。还可以设计侧翼的外侧面的机加工，以制备制动面。

在图15上，附加步骤包括借助于一个或多个织物零件对辐条5的锚固点40进行加固。该步骤允许实施厚度最小的粗坯，接下来在需要的刚度大的位置进行加固。可以在下桥接件10和/或侧面11上安放加强板42。

Claims (18)

1.轮辋(3)，该轮辋用于转动轴为A的车轮(1)，所述轮辋包括第一元件(21)，该第一元件呈围绕轴A回转的刚体段部的形式，所述刚体段部由复合材料制成的单体零件制成，并且所述第一元件包括相互区别的第一端部(7)和第二端部(8)，

其特征在于，所述第一元件(21)在所述第一端部(7)和所述第二端部(8)之间构成角度大于350°的一弧形回转刚体段部；

并且，组成所述第一元件的所述复合材料包括埋入的纤维，所述纤维构成所述第一元件的至少50％的重量。

2.根据权利要求1所述的轮辋(3)，其特征在于，组成所述第一元件的所述复合材料包括热固性基质。

3.根据前述权利要求中任一项所述的轮辋(3)，其特征在于，所述第一元件(21)通过挤压拉伸制成。

4.根据前述权利要求中任一项所述的轮辋(3)，其特征在于，组装部件包括胶合剂。

5.根据前述权利要求中任一项所述的轮辋(3)，其特征在于，所述轮辋的剖面的一部分是封闭的；并且，所述组装部件包括***在所述封闭的剖面部分中的套节(14)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的轮辋(3)，其特征在于，所述组装部件包括加强带(15)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的轮辋(3)，其特征在于，组装部件包括销(101)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的轮辋(3)，其特征在于，所述轮辋包括第二元件(22)，该第二元件呈围绕轴A回转的刚体段部的形式，所述刚体段部由复合材料制成的单体零件制成，所述第二元件的相互区别的第一端部(7)和第二端部(8)由角度大于350°的一弧形部分开。

9.根据前述权利要求中任一项所述的轮辋(3)，其特征在于，所述第一段部(7)和所述第二端部(8)以互补的方式进行机加工，以允许相互的嵌套和实施所述轮辋的封闭。

10.根据前述权利要求中任一项所述的轮辋(3)，其特征在于，所述轮辋包括第一元件和结构表层，所述第一元件构成通过挤压拉伸制成的型芯，所述结构表层至少部分地覆盖所述型芯。

11.轮辋(3)的制造方法，所述方法包括以下步骤：

-通过挤压拉伸获得至少一个元件，该元件呈由复合材料制成的、围绕轴A回转的刚体段部的形式，所述元件包括第一端部(7)和第二端部(8)，并且在这两端部之间构成角度大于350°的一弧形回转刚体段部；

-从至少一个所述元件制备轮辋粗坯(6)，所述制备步骤可以包括附加的机加工步骤；

-制备用于组装所述粗坯(6)的两端部(7，8)的组装部件；

-组装所述粗坯(6)的两端部(7，8)。

12.根据权利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述粗坯(6)包括一凹空主体(17)；并且，所述组装部件的制备步骤包括套节(14)的制造。

13.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述粗坯(6)包括两侧翼(12)；并且，所述组装部件包括加强件(15)。

14.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述两端部的组装通过胶接实施。

15.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述两端部的组装通过共同层压实施。

16.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述粗坯(6)的制备步骤包括在包含在辐条(5)的锚固点之间的区域中对下桥接件(10)进行机加工的机加工步骤。

17.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于，粗坯(6)的制备步骤包括通过配置加强板(42)来对辐条(5)的锚固点进行加固的加固步骤。

18.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述粗坯(6)被复合织物层覆盖，以获得最终的轮辋。

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