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轮盘和制造机

文献发布时间:2023-06-19 10:32:14


轮盘和制造机

技术领域

本发明总体上涉及轮领域,并且更具体地涉及包括复合材料的车轮。

背景技术

几千年来,车轮一直用不同的材料和不同的结构制成。因此,轮是一件式的,由石头制成,但近来也由铝制成。从上世纪初到今天,车轮也已经被组装,先用木头制成,然后用钢制成。在一段时间内,某些构造的特点是所使用的材料、其特征和构造方法之间存在显著差异。一体式石轮已被更轻便且易于制造的木制车轮所代替,但其材料与它们所采用的石轮的坚固设计不符。然后,木轮采用了最适合材料的辐条的设计。

后来,第一批铸铝轮辋的制造工艺已接近冲压金属板轮辋,然后演变为当前的设计,这种设计对这种材料更加合乎逻辑。这使人想起历史,并从其他几十个例子中选择了几个例子,这些例子揭示了使车轮适应新材料的困难,并使得能够理解某些解决方案的局限性,以及对可以提出来改进该产品的创新的兴趣。

车轮由三个部分组成,每个部分对于每个特定应力都有特定的功能。这三个部分是:轮毂支撑件,该轮毂支撑件包括在车轮中或不包括在车轮中;盘,该盘将轮毂支撑件连接到轮辋,该轮辋支撑轮胎并且在没有气室的情况下确保密封。

轮辋本身包括:在轮胎的内径上支撑轮胎的凸缘;沿轴向保持轮胎的轮缘;以及将两个凸缘连接在一起的基座。这些不同部分上的机械力非常不同,并且采用不同的材料和设计,但是很难在主流产品中进行混合和组装。

多年来,铝制车轮一直占主流,并由大多数车辆配备。相对于合理的成本,其美学品质及其制造设施尤其受到人们的赞赏。然而,与越来越严格的环境法规相联系的不断追求性能已导致制造商考虑使用超轻车轮。

该附件确实具有非常显著的陀螺效应的特征,这意味着由于难以压缩的重量以及显著的直径,其重量以非常显著的方式损害了性能。

例如,从文献US7918513B2中已知一种车轮,其金属盘与复合材料的连接元件机械地成一体,以减轻车轮的重量。

文献US 2011/084541A1公开了一种自行车轮,该自行车轮具有中央轮毂区和多个辐条。辐条可由复合材料制成,并连接到轮毂的不同位置。

但是,这些解决方案不能解决上面概述的与在保持可接受的机械强度的同时减轻车轮重量的有关的问题。

本发明旨在解决这些问题中的至少一些。

发明内容

本发明涉及一种装置,该装置构造成至少部分地形成轮的至少一个盘,该轮包括轮辋和至少一个轮毂的至少一个支撑件,该支撑件限定旋转轴,该装置的特征在于包括:

ο至少一个中央区域;

ο至少一个部分地围绕该中央区域的外围区域;

ο至少一个第一部分,该第一部分包括至少一种第一复合材料的至少一个第一层,该第一复合材料由优选单向的第一纤维束在基体中形成,并沿第一单向束的纤维的第一延伸轴延伸到外围区域和中央区域中;

ο至少一个第二部分,该第二部分包括至少一种第二复合材料的至少一个第二层,该第二层由优选单向的第二纤维束在基体中形成,并沿第二延伸轴延伸到外围区域和中央区域中,第二延伸轴与第一延伸轴不同;

并且,第一部分和第二部分在中央区域的水平处相对于彼此叠置,从而限定优选单向束的多向堆叠。

有利地,因此限定单向束的多向堆叠,在该堆叠中,第一层的各部分和第二层的各部分交替地叠置。

因此,本发明允许通过使用非常有利地包括形成至少一个单向束的单向纤维的复合材料来至少部分地形成轮盘。纤维沿轮的辐条的方向设置,以最大程度地利用所用材料的拉伸性能。

因此,形成了轮部分,该轮部分区分了例如在轮毂的水平处的中央区域和例如包括辐条的外围区域的机械特性,在这两个区域之间没有结构上的不连续性,这是因为它们由相同层的复合材料制成。因此,对于重量的机械阻力的有效性最佳。

因此,单向纤维的主延伸方向与轮的辐条的方向共线。

换句话说,单向纤维沿延伸轴延伸,该延伸轴延伸到装置的中央区域和外围区域中。

单向纤维的这种特殊布置一方面使得能够在轮的辐条的水平处获得相对于牵引力(尤其是在辐条的水平处施加的力)具有高机械阻力的外围结构;另一方面,通过单向纤维的叠加,这允许在装置的中央区域的水平处获得相对于任何类型的力具有高机械阻力的中央结构,任何类型的力包括在装置的中央区域的水平处、因此优选在轮的轮毂支撑件的水平处的牵引力或张力。

因此,本发明允许部分地生产至少一个重量减轻、成本降低和机械强度增加的轮盘。

通过巧妙地设置单向纤维束,本发明允许部分地获得至少一个可靠的轮盘,该轮盘的机械强度高、重量轻且便宜。

特别有利地,本发明利用复合材料的各向异性来部分地制造至少单件式的盘,根据所述复合材料的分布和性质,该盘的不同区域具有不同的机械特性。

因此,本发明允许通过将纤维布置在盘的部分中来制造带有辐条的轮。与金属辐条的轮相比,构成该盘的轮包括更少的零件,从而使得不需要维护,并且可以用很少的零件和很少的操作来制造该盘,并且如果需要的话,可以容易地与轮的其余部分组装。

本发明允许获得与铝方案等效的机械强度的中央区域,但是重量更轻。

本发明被设计成使得外围区域(即包括轮的辐条)比中央区域更轻。实际上,外围区域对应于应力主要以牵引力返回的区域。

中央区域巧妙地构造成比外围区域更重且更具有各向同性,并根据施加在轮上的力抵抗更大的变化机械应力。例如,该中央区域靠近轮的轮毂支撑件设置或可包括轮的轮毂支撑件。

本发明允许设置轮盘,该轮盘的中央区域包括多轴机械加强件,而该轮盘的外围区域包括单向纤维制成的辐条。因此,巧妙地减少了结构的重量,并且针对由该轮盘的不同区域支撑的不同机械力,优化了轮盘。

有利地,根据本发明的装置仅可用于制造轮盘或容纳附加的加强件。

根据一个实施例,编织加强件可以集成到本发明中以增加本发明的机械强度。

有利地,根据本发明的装置可以连接到任何类型的轮辋,并且可以通过任何方式(机械)、通过胶合、通过焊接或通过集成在轮或复合轮部分的构造中组织的盘的加强件而连接到轮辋的任何点。

本发明还涉及至少一个根据本发明的第一装置和至少一个根据本发明的第二装置的组件,该第一装置和第二装置在至少一个固定区域的水平处彼此成一体。

这形成三维组件,因此允许在两个装置之间更好地分配机械力。

本发明进一步涉及一种用于制造至少一个根据本发明的装置的方法,该方法至少包括以下步骤:

ο沿第一延伸轴定位第一层,以限定轮的至少一个第一辐条轴,优选地,轮的第一辐条轴限定轮的至少一个第一辐条轴;

ο沿与第一延伸轴不同的第二延伸轴定位第二层,以限定轮的至少一个第二辐条轴,第二辐条轴与轮的第一辐条轴不同,并且使第二层的一部分在中央区域的水平处与第一层的一部分叠置,优选地,第二辐条轴限定轮的至少一个第二辐条轴。

最后,本发明涉及一种用于实施根据本发明的方法的机器,该机器包括:

ο至少一个框架,该框架包括中央部分和一个外围部分,并支撑:

·至少一个优选地旋转的第一可动臂,该第一可动臂沿与第一延伸轴正交的方向延伸,并用于承载至少一个第一线圈,该第一线圈包括第一层的卷绕,第一层的卷绕沿与第一延伸轴正交的轴进行;

·至少一个优选地旋转的第二可动臂,该第二可动臂沿与第二延伸轴正交的方向延伸,并用于承载至少一个第二线圈,该第二线圈包括第二层的卷绕,第二层的卷绕沿与第二延伸轴正交的轴进行;

ο第一可动臂构造成在框架的外围部分和中央部分中沿第一延伸轴展开第一层;

ο第二可动臂构造成在框架的外围部分和中央部分中沿第二延伸轴展开第二层,从而使第二层的至少一部分在框架的中央部分的水平处与第一层的一部分叠置。

这允许以批量生产水平来制造轮盘。

附图说明

通过对由以下的附图示出的本发明的实施例的详细描述,本发明的目标、目的以及特征和优点将得到更好的说明,在附图中:

-图1示出了根据本发明的实施例的包括轮毂支撑件、轮盘和轮辋的车轮。

-图2a、2b和2c示出了根据本发明的三个实施例的装置的轮廓图,示出了层的叠置。

-图3a至3d示出了本发明的不同实施例,特别是相对于不同层的布置。

-图4示出了根据本发明的实施例的三层的布置及其各自的延伸主轴。

-图5示出了根据本发明的实施例的装置,其中例如通过切割去除每层的一部分,以减轻装置的重量,优选地通过优化每个区域的材料量。

-图6a至图6e示出了本发明的不同实施例,其中装置的一部分例如通过冲压而变形。

-图7a至图7j示出了根据本发明的具有轮缘的两个装置的组件的不同实施例。

-图8a和8b示出了在根据本发明的组件的情况下安装轮毂支撑件的两个实施例。

-图9a至9g示出了根据本发明的组件与轮辋之间的接合部的不同实施例,其中轮辋可以是两个部分。

-图10表示用于实施根据本发明实施例的制造方法的机器。

-图11a、图11b和图11c表示根据本发明另一实施例的一种用于实施制造方法的机器。

-图12示出了本发明的装置的横截面的示例,涉及由层形成的不同区域。

附图仅作为示例给出,并不限制本发明。这些附图是示意性表示,并且不一定符合实际应用的比例。

具体实施方式

规定在本发明的范围内,作为定义,术语“中央区域”或其等同物具有一个区域,该区域包括多向堆叠并且优选地包括车轮的旋转轴、甚至包括或不包括轮毂本身的轮毂支撑件。

规定在本发明的范围内,作为定义,术语“外围区域”或其等同物具有一个区域,该区域至少部分地围绕中央区域。更几何地,外围区域由从中央区域延伸到轮辋的区域限定。正是外围区域确保了中央区域和轮辋之间的机械连接。

规定在本发明的范围内,术语“复合材料”或其等同物应理解为按比例混合并且具有由两种不可混溶的材料(例如增强材料和基体(matrice),或者单向纤维束和基体)限定的分布。

规定在本发明的范围内,术语“层”是指具有主延伸方向、与主方向正交的副延伸方向和厚度的元件。层沿其主延伸方向的空间尺寸对应于其长度。层沿其副延伸方向延伸的空间尺寸对应于其宽度。层被定义为其长度大于其宽度,其宽度大于其厚度。

层可以包括由基体中的至少一个纤维束形成的复合材料,优选地,纤维束是单向的。

层可包括排列在至少一个基体中的纤维,每根纤维具有主几何尺寸,该主几何方向优选但以非限制性方式沿层的主延伸方向(即优选沿其长度)取向。

规定在本发明的范围内,作为定义,术语“辐条轴”、“辐条”或其等同物具有从轮辋延伸到中央区域的机械元件。辐条轴被定义为延伸到中央区域和轮辋之间的外围区域中的层或织物部分。有利地,层的纵向尺寸沿辐条轴的长度定向。

规定在本发明的范围内,作为定义,术语“三角定位效应(effet de triangulatiοn)”或其等同物具有三角形机械结构,该三角形机械结构用于将力矢量分解成强度较小的多个力矢量。特别地,三角定位效果在于在三角形的两个边上分配施加到这两个边的共同顶点的机械力。

规定在本发明的范围内,作为定义,术语“自身叠置”或“自身折叠”或其等同物具有层自身叠加,即层的第一部分与该层的第二部分叠置,而所述层在此叠置之后不与自身接触,并且不必在叠置到该层的第二部分上的第一层部分之间具有材料连续性,有利地,这进一步包括该层分为两部分的情况,其中一个部分叠置到另一部分上。

规定在本发明的范围内,术语“在...上方”、“在...上”、“悬置”、“覆盖”或“在...下方”或其等同物不表示“与...接触”。例如,设置在第二层上方的第一层并不一定表示这两层彼此直接接触,而是指第一层通过与第二层直接接触或通过借助于至少一个其它层或至少一个其它元件与第二层隔开,而至少部分覆盖第二层。

除了相反的具体指示,针对给定实施例详细描述的技术特征可以与在作为非限制性示例描述的其他实施例的上下文中描述的技术特征组合。

在以下描述中,相似的附图标记将用于通过本发明的不同实施例描述相似的设计。

在开始对本发明的实施例进行详细描述之前,下面陈述了可选特征,这些可选特征可以结合使用或替代地使用:

-有利地,第一单向束的至少一些纤维至少部分地浸渍有至少一种热固性和/或热塑性树脂,和/或第二单向束的至少一些纤维至少部分地浸渍有至少一种热固性和/或热塑性树脂。

-有利地,纤维可以在制造过程中被预浸渍或浸渍。

-有利地,第一单向束的至少一些纤维包括选自以下材料中的至少一种:金属、玻璃、碳、芳族聚酰胺、硼、钛、以及更一般地可以浸渍在基体中的构成增加材料的任何材料,同时考虑到分布和合适的比例以获得优化的复合材料,和/或第二单向束的至少一些纤维包括选自以下材料中的至少一种:金属、玻璃、芳族聚酰胺、碳、硼、钛、以及更一般地可以浸渍在基体中的构成增加材料的任何材料,同时考虑到分布和合适的比例,以获得优化的复合材料。

这使得纤维在其牵引力机械特性和其重量之间具有非常好的比率。

这使得可以制造轻质和具有机械强度的轮的辐条轴。

-有利地,中央区域的重量大于外围区域的重量。

-有利地,中央区域具有与外围区域不同的构造和机械特性。

-有利地,第一部分和第二部分由第一和第二层交替形成,第一和第二层根据预定的顺序(也称为步调(cadencement))相对于彼此叠置。

-有利地,多向堆叠包括根据第一层的一部分和第二层的一部分的预定顺序的有序堆叠。

-有利地,中央区域包括轮毂支撑件。

-有利地,中央区域包括轮毂。

-有利地,轮毂支撑件包括轮毂。

-有利地,第一层和第二层设置在中央出口区域的水平处,以限定轮的轮毂支撑件的位置。

-有利地,该装置包括至少一个附加的结构加强件,优选地以编织加强件的形式,例如单向或多向,或多轴加强件,该加强件被引入至少第一层和第二层之间,优选地在中央区域和/或允许形成与轮辋的结合和/或轮辋的联接到轮盘的一部分的构造的区域的水平处。

-有利地,第一层的至少一部分部分地形成主要沿第一延伸轴延伸的轮的至少一个第一辐条轴。

-有利地,第二层的至少一部分部分地形成主要沿第二延伸轴延伸的轮的至少一个第二辐条轴。

-有利地,外围区域将轮的轮辋机械地连接到中央区域。

-有利地,第一辐条轴和第二辐条轴将轮辋机械地连接到中央区域。

-有利地,第一延伸轴和第二延伸轴均相对于轮的旋转轴正交。

-有利地,多向堆叠包括至少一个设置在至少第一层和第二层之间的多向加强件,优选地,多向加强件被预应力。

-有利地,外围区域包括至少一个外围部分,该外围部分构造成形成轮辋的至少一部分。

-有利地,由外围部分形成的轮辋的所述部分包括以下中的至少一个:轮辋的底部的一部分,轮辋的至少一个凸缘的一部分,轮辋的至少一个轮缘的一部分。

-有利地,外围区域包括至少一个外围部分,该外围部分构造成形成轮辋的至少一部分,轮辋的一部分包括以下各项中的至少一项:轮辋的底部的一部分,轮辋的至少一个凸缘的一部分,轮缘的至少一个轮缘的一部分。

-有利地,第一层和/或第二层的至少一部分在外围区域的水平处相对于包括第一延伸轴和第二延伸轴的平面倾斜和/或弯曲。

这允许根据需要修改车轮的机械特性,并沿某些预定轴调整其刚度或挠性。

这允许增加车轮的机械强度。

这允许确保轮辋相对于车轮的轮毂支撑件的偏移,同时保持车轮的辐条轴的形状自由度,以优化车轮的刚性。

这样可以控制车轮的挠性,并根据工作应力对其进行调整。

-有利地,第一辐条轴和/或第二辐条轴的至少一部分在外围区域的水平处相对于包括第一延伸轴和第二延伸轴的平面倾斜和/或弯曲。

这允许根据需要修改轮的机械特性,并沿某些预定轴调整其刚度或挠性。

这允许增加车轮的机械强度。

这允许确保轮辋相对于轮的轮毂支撑件的偏移,同时保持轮的辐条轴的形状自由度,以优化轮的刚度。

这样可以控制轮的挠性,并根据工作应力进行调整。

-有利地,根据本发明的装置包括至少一个第三部分,该第三部分包括至少一种第三复合材料的至少一个第三层,该第三复合材料由在基体中的第三单向纤维束形成,并沿第三延伸轴延伸到外围区域和中央区域中,第三延伸轴与第一延伸轴和第二延伸轴不同,第一部分、第二部分和第三部分在中央区域的水平处相对于彼此叠置。

-有利地,固定区域选自以下之一:第一和/或第二装置的中央区域的至少一部分,第一和/或第二装置的外围区域的至少一部分,第一和/或第二装置的第一部分的至少一部分,第一和/或第二装置的第二部分的至少一部分。

-有利地,第一装置的外围区域和第二装置的外围区域相对于彼此平行设置。

-有利地,固定区域包括固定元件。

-有利地,固定元件包括设置在轮的旋转轴的水平处的轴。

-有利地,第一装置和第二装置通过至少一个固定元件彼此保持成一体。

-有利地,固定元件包括设置在轮的旋转轴的水平处的间隔件。

-有利地,固定元件包括在轮的旋转轴的水平处分别设置在轮的两侧的第一部分和第二部分。

-有利地,固定元件包括设置在第一装置和第二装置之间的间隔件。

-有利地,固定元件包括设置在第一装置和第二装置之间的间隔件以及在轮的旋转轴的水平处分别设置在轮的两侧的第一部分和第二部分,该第一部分和第二部分优选地形成轮毂支撑件和/或包括轮毂。

-有利地,固定元件包括轮的轮辋。

-根据一个实施例,第一装置的中央区域和第二装置的中央区域的相对空间可以小于第一装置的外围区域相对于第二装置的外围区域所呈现的空间。

-根据另一实施例,第一装置的中央区域和第二装置的中央区域的相对空间可以大于第一装置的外围区域相对于第二装置的外围区域所呈现的空间。

-此外,根据另一实施例,第一装置的中央区域和第二装置的中央区域的相对空间可以等于第一装置的外围区域相对于第二装置的外围区域所呈现的空间。

-有利地,第一装置包括轮的轮辋的至少一个第一部分。

-有利地,第一装置包括轮的轮辋的至少一个第二部分。

-有利地,轮的轮辋由轮辋的第一部分和轮辋的第二部分形成。

-有利地,根据本发明的方法进一步包括至少以下步骤:

ο通过使第一层在中央区域的水平处与第二层叠置以及在外围区域的水平处自身叠置来使第一层自身折叠;

ο通过在使第二层中央区域的水平处与第一层叠置以及在外围区域的水平处自身叠置来使第二层自身折叠。

-有利地,根据本发明的方法进一步包括至少以下步骤:

ο通过使第一层在中央区域的水平处与第二层叠置以及在外围区域的水平处自身叠置来使第一层自身折叠;

ο通过使第二层在中央区域的水平处与第一层叠置以及在外围区域的水平处自身叠置来使第二层自身折叠。

-有利地,根据本发明的方法进一步包括至少以下步骤:

ο通过使第一层在中央区域的水平处与第二层叠置以及在外围区域的水平处自身叠置来使第一层堆叠到其自身上;

ο通过使第二层在中央区域的水平处与第一层叠置以及在外围区域的水平处自身叠置来使第二层自身叠置。

-有利地,根据本发明的方法包括至少一个步骤:在外围区域的水平处切割第一层的至少一部分,以从第一层形成轮的第一多个辐条轴,和/或包括至少一个步骤:在外围区域的水平处切割第二层的至少一部分,以从第二层形成轮的第二多个辐条轴。

-有利地,根据本发明的方法包括至少一个步骤:在第一辐条轴的水平处切割第一层的至少一部分,以从至少一个第一辐条轴形成轮的第一多个辐条轴。

-有利地,根据本发明的方法包括至少一个步骤:在第二辐条轴的水平处切割第二层的至少一部分,以至少从第二辐条轴形成轮的第二多个辐条轴。

-有利地,根据本发明的方法包括至少一个冲压步骤,也称为成形步骤,该冲压步骤构造成使第一和/或第二层的至少一部分变形。该步骤可以在切换到机器之前手动执行,也可以自动执行,例如,如果在形状上进行了悬垂(drapage)。

这样可以控制轮的挠性,并根据工作应力进行调整。

这允许确保轮辋相对于轮的轮毂支撑件的偏移,同时保持轮的辐条轴的形状自由度,以优化轮的刚性。

-有利地,根据本发明的方法包括至少一个冲压步骤,该冲压步骤至少包括使第一层和/或第二层的一部分在外围区域的水平处变形,以使第一辐条轴和第二辐条轴中的至少一个相对于包括第一延伸轴和第二延伸轴的平面倾斜。

-有利地,根据本发明的方法包括在轴向方向上的至少一个成形步骤,该成形步骤至少包括使第一层和/或第二层的一部分在外围区域的水平处变形,以使第一辐条轴和第二辐条轴中的至少一个相对于包括第一延伸轴和第二延伸轴的平面倾斜。

-有利地,根据本发明的方法包括至少一个步骤:通过相对于轮的旋转轴绕外围区域卷绕至少一个附加层来形成轮的轮辋的至少一部分。

-有利地,框架进一步支撑:

ο至少一个第一固定臂,该第一固定臂沿与第一可动臂平行的方向延伸;

ο至少一个第一抵接臂,该第一抵接臂沿与第一可动臂平行的方向延伸,第一固定臂和第一抵接臂设置在中央部分的两侧;

ο至少一个第二固定臂,该第二固定臂沿与第二可动臂平行的方向延伸;

ο至少一个第二抵接臂,该第二抵接臂沿与第二可动臂平行的方向延伸,第二固定臂和第二支座设置在中央部分的两侧;

ο第一可动臂构造成沿第一延伸轴从第一固定臂到第一抵接臂展开第一层;

ο第二可动臂构造成沿第二延伸轴从第二固定臂到第二抵接臂展开第二层。

-有利地,第一可动臂进一步构造成沿第一延伸轴从第一抵接臂到第一固定臂展开第一层,以使第一层的至少一部分在框架的中央部分的水平处与第二层的一部分叠置,和/或其中,第二可动臂构造成沿第二延伸轴从第二抵接臂到第二固定臂展开第二层,以使第二层的至少一部分在框架的中央部分的水平处与第一层的一部分叠置。

-有利地,框架进一步包括:

ο至少一个用于支撑第一可动臂的第一部分,该第一部分优选地沿与第一延伸轴正交的延伸轴延伸;

ο至少一个用于支撑第二可动臂的第二部分,该第二部分优选地沿与第二延伸轴正交的延伸轴延伸。

本发明的优选的应用领域是车辆的车轮,例如摩托车或汽车。

本发明涉及一种能够由复合材料至少部分地形成轮盘的装置。在下面的描述中,根据本发明的装置可以等同地称为轮装置或盘。

如下所述,本发明巧妙地利用复合材料的各向异性来减小车轮的重量,同时保持至少与金属轮相同的机械强度。

通过巧妙地选择并通过巧妙地布置嵌入基体中的单向纤维的单向束,本发明可以大大减轻重量,同时保持对足够的车轮可以承受的各种机械力的机械阻力。

在本发明的开发过程中,在由轮支撑的机械力的空间分布的水平处已经观察到各向异性。因此,通过考虑例如轮的中央区域和其外围区域之间的力的各向异性来开发本发明。响应于该各向异性,本发明以各向异性的方式具有特别适合于所考虑的力的类型的机械支撑结构。

因此,受到牵引力的外围区域有利地包括单向纤维束,该单向纤维束的主延伸方向与在该区域中受到的牵引力共线。

类似地,中央区域承受许多各向异性力,这导致了基本上各向同性的力,因此,通过堆叠单向纤维束,本发明允许在中央区域的水平处承受这些力。

有利地,并且如下所述,根据本发明的装置允许形成盘的一部分或全部,该盘可以连接到任何类型的轮辋,并且可以通过任何方式(机械)、通过胶合、通过焊接或通过将加强件集成到所述盘上来连接到轮辋的任何点,或延伸以构成轮辋的一部分。

根据一个实施例,根据本发明的装置允许形成盘的一部分或全部,该盘可以延伸以构成轮辋的至少一部分,甚至全部轮辋。

根据一个实施例,根据本发明的装置可以用作功能整体来构成轮盘,或者可以包括在轮盘构造中,作为提供特定于组件的机械品质的元件,其中其他元件有助于获得最终盘中的全部所需品质。

为了获得该结果,本发明还涉及一种制造方法和一种用于实施该方法的机器。特别地,如下所述,该机器允许达到大规模生产的速度,以响应本发明的工业应用。

最后,根据下面描述的本发明的一个方面,可以考虑利用两个盘的组件来形成最终的轮盘,这得益于每个装置的机械特征,即构成它的每个盘的机械特征。

现在,将通过不同的附图根据各种实施例描述本发明。首先,将描述根据本发明的装置,该装置构造成部分地形成至少一个轮盘,然后描述该装置的制造方法,然后描述用于实现所述方法的机器。作为一个非限制性示例,将以参数的呈现结束,该参数可以用于实现本发明。

图1表示包括根据本发明的实施例的盘200的车轮100的轮廓图,该盘200承载轮毂支撑件300和轮辋400。

在该图中,盘200具有中央区域210和外围区域220。此外,盘200包括由三个复合材料层221a、222a、223a形成的六个辐条轴230、240和250。

根据一个实施例,第一层221a、第二层222a和第三层223a中的每一层延伸到外围区域220和中央区域210中,优选地,每个层限定车轮的直径,例如图1的车轮100的六个辐条轴230、240、250。

注意,在该图中,第一层221a设置在第二层222a和第三层223a上方。同样,第二层222a设置在第三层223a上方。实际上,有利地,并且根据优选实施例,层221a、222a、223a设置成使得它们中的每个的一部分至少在中央区域210的水平处彼此叠置,从而在那里形成多向堆叠211。

因此,第一部分和第二部分以及可能的第三部分是缠结的。

根据以下描述的实施例,层221a、222a、223a可以通过绕过其他层221a、222a、223a而自身折叠,从而形成环并在至少两个水平处限定相同的直径。

因此,第一层221a形成两个第一辐条轴230,并且这可能在多个水平处,第二层222a和第三层223a也是如此。

有利地,在单向纤维束交叉的外侧的区域(即外围区域220)包括将盘200连接到轮辋400的单向纤维的辐条轴,并优化了力返回到该区域中的过程,并且有利地优化了该区域的重量。

根据另一实施例,层221a、222a、223a可以彼此叠置,例如,在层221a、222a、223a之间插入加强元件。

图2a、2b和2c表示堆叠第一层221a、第二层222a和第三层223a的三个实施例。

应当注意,这三个图是根据本发明的盘的侧视图。

还应注意的是,在几个实施例之间,堆叠顺序(也称为步调(cadence))可以不同。

根据第一实施例,层221a、222a、223a可以自身折叠,以绕一个或多个其他层221a、222a、223a。

根据第二实施例,各层可以布置成连续的层,而无需自身折叠。

例如,可以由第三层223a形成直径,然后设置第二层222a,随后是第三附加层223a,该第三附加层223a至少部分地叠置在第三层223a上并且部分地叠置在第二层222a上。然后,第二附加层222a可以至少部分地叠置在第二层222a和第三附加层223a上,依此类推,从而产生层221a、222a、223a的堆叠而不自身折叠。

图3a、3b、3c和3d表示四个实施例,用作示例以示出层221a、222a、223a的不同定位和缠结以形成根据本发明的装置200。层221a、222a、223a相对于彼此的布置在下面的描述中也可以称为悬垂(drapage)。

因此,这四个附图表示四个单独的悬垂。

在前面的图1中,层221a、222a、223a全部穿过轮100的旋转轴310。换句话说,发现每个层221a、222a、223a的延伸方向是沿与轮100的旋转轴310正交的轴。

根据一个实施例,第一层221a沿第一延伸轴231延伸,第二层222a沿第二延伸轴241延伸,并且第三层223a沿第三延伸轴251延伸。

应当注意,根据图1的实施例,第一延伸轴231、第二延伸轴241和第三延伸轴251布置成在每个延伸轴之间限定相等的角截面。

根据未示出的另一实施例,第一延伸轴231、第二延伸轴241和第三延伸轴251布置成相对于至少一个其他角截面限定至少一个不相等的角截面。

图3a表示基本上类似于图1的布置,不同之处在于,第一层221a包括两个相对于轮100沿所述第一延伸轴231的直径彼此平行设置的两个不同部分。

根据第二层222a和第三层223a各自的延伸轴241和251,第二层222a和第三层223a同样如此。层221a、222a、223a的这种构造允许在几何上限定轮100的中心,该轮的旋转轴310穿过该中心。这也允许在中央区域210的中心布置用于定位和/或形成轮100的轮毂支撑件300的空间。

图3b表示以下情况:层221a、222a、223a设置成绕过轮100的中心。它们不与轮100的几何中心相交。例如,层221a、222a、223a可以设置成与中心相切。根据该实施例,层221a、222a、223a设置成各自相对于不同的直径偏移。

图3c表示一个实施例,其中层221a、222a、223a、224a、225a和226a不限定任何直径,而是相对于彼此编织的。有利地,每个层由两个连续层支撑,并且进一步支撑这两个连续层。

实际上,根据该实施例,层221a、222a、223a、224a、225a和226a设置成不相对于中央区域210穿过。

根据该实施例,每个层221a、222a、223a、224a、225a和226a与两个连续层机械地成一体。

通过这三个附图,可以有利地确定每一层是第一层221a相对于轮100的旋转轴310的均质体。

优选地,第二层222a沿第二延伸轴241设置,该第二延伸轴241是第一延伸轴231根据绕旋转轴310旋转60度所形成的图像。

并且,第三层223a沿第三延伸轴251设置,该第三延伸轴251是第一延伸轴231根据绕轮100的旋转轴310旋转120度所形成的图像,或者是第二延伸轴241根据绕轮100的旋转轴310旋转60度所形成的图像。

图3d表示图3b和3c的这些的组合的结果实施例。实际上,该图显示了一种悬垂,它是两种悬垂的组合。其他悬垂类型也是可能的。

有利地,每个悬垂都考虑与各层有关的定位对称性,以更好地满足轮100的旋转对称性约束。

优选地,这些层设置成限定彼此相等的角截面。

有利地,每一层包括至少一个单向纤维束,该单向纤维束的主要延伸尺寸与包括该单向纤维束的所述层的主要延伸尺寸共线。

因此,根据本发明的装置200包括中央区域210,该中央区域至少包括单向纤维束的优选单步旋转的步调叠置,该单向纤维束的延伸轴垂直于轮的旋转轴310旋转。单向纤维束穿过或不穿过装置的中心,即例如轮毂支撑件300,如果轮毂支撑件300中心与轮100的中心重合的话。

优选地,单向纤维束可以从盘200的周界的一个点到达另一个点,穿过或不穿过盘的中心,或者在中央区域210的水平处从周界的一个点到盘200的同心圆;唯一的条件是它与至少一个其他的单向纤维束交叉,从而限定多向堆叠211,即,单向纤维束以及因此层叠置的区域。

可以设置层中的单向纤维束,以使得它们通过遵守一定的步调而交叉,同时遵守一定数量的旋转的步调。

优选地,每一层221a、222a、223a的布置和几何形状彼此相等,以确保在如此形成的盘200处的几何和机械平衡是合适的。

优选地,本发明允许生产由复合材料制成的轮100的盘200,该盘具有至少一个中央区域210,该中央区域具有单向纤维束的多向堆叠211,并且该中央区域位于盘200的机械应力最大的部分上。

同样地,本发明允许生产由复合材料制成的轮100的盘200,该盘具有至少一个外围区域220,该外围区域包括单向纤维束的辐条,从而确保了盘200的中心和轮辋400的连接。

因此,轮100的盘200具有可以包括轮毂支撑件300的中央区域210和包括辐条轴的外围区域220,并且它们全部形成具有机械特征的整体元件,这些机械特征等于或大于具有辐条的组装轮的机械特征。

根据本发明的装置200可单独用于制造复合盘或容纳额外的加强件以实现最终的复合盘。根据一个实施例,该装置200还被集成到主要由编织加强件组成的结构中以改善其特征。

可以以单向纤维的步调引入多向或编织加强件,优选始终遵循相对于轮100的旋转轴310的几何和机械对称性。

必须注意,根据一个实施例,所述多向或编织加强件可以被预应力。

图4表示三层221a、222a、223a及其各自的延伸轴231、241、251的叠置,三层221a、222a、223a主要根据延伸轴231、241、251延伸。在该图中还标出了中央区域210和外围区域220。

图5表示根据本发明的实施例的装置200,其中一些层可以被去除以减轻最终结构的重量,同时保留其机械和几何性能。因此,切割优选地相对于轮100的旋转轴310对称地进行。

因此,轮100的盘200承受的工作负荷随着远离中心而减少,因此可以逐根辐条轴地和逐个区域地去除各层的部分,即所谓的多余部分,这样形成了所需特征的盘200。因此,获得了盘200,该盘由具有高机械强度的中央区域210和外围区域220组成,该中央区域根据阶段交织的多向构造而构成,该外围区域包括由单向材料制成的辐条轴,该辐条轴将该中央区域210机械地连接到轮辋400或连接到允许与轮辋400连接的部分。

根据一个实施例,因此可以通过诸如切割或机械加工之类的任何方式去除盘200中的多余材料,以根据将要施加的力的方向和强度逐个区域地对盘200进行优化。

如此获得的装置200可以原样使用,或与其他加强件结合使用,或者在去除材料的过程中进行少许加工,在连接到轮辋400的该单向纤维束部分与单向纤维束的布置的另一单向纤维束之间的最后交叉之后,至少一个单向纤维束没有完全切断。

因此,根据该实施例,第一辐条轴230产生第一多个辐条轴232;第二辐条轴240产生第二多个辐条轴242,第三辐条轴250产生第三多个辐条轴252。

在本发明的开发过程中,已经观察到,根据本发明的装置200可以具有优化的机械特征,特别是就其机械强度面言,例如在与在盘200的辐条轴的端部的水平处连接到盘的轮辋400形成的组件中,当施加在盘上的力的轴在平行于单向纤维束的主延伸轴的平面内或尽可能靠近该平面时。

但是,相对于现有技术并且由于许多实际原因,可以制造不平坦的盘200,例如以将机械元件集成到通过成形清除的体积中,或者使辐条轴施加的力轴偏移,从而在轮100的最终结构获得一定的挠性。

因此,根据本发明的实施例,至少一些辐条轴可以相对于中央区域210主要在其中延伸的平面(称为主平面)倾斜或弯曲。例如,这使得存在于这些辐条轴处的单向纤维束像弹簧一样被机械地包括在内作为返回元件。

因此,如果将辐条轴成形为具有弯曲的形状,则这在盘200中并因此在轮100中引起了挠性。由于已知所有的机械参数,特别是返回元件的机械参数,因此可以完美地控制该挠性。

另外,如果包括倾斜或弯曲辐条轴的返回元件在达到其弹性极限之前达到直线形状,则在辐条轴像弹簧一样反应时和轮辋400在负荷下具有一定的挠性时的时刻,与从一定的负荷水平起当系统在所使用的纤维的最佳牵引特性下变得刚硬时的时刻之间,可以管理轮辋400在机械力下的反应。

作为示例,并且根据来自图5的实施例,轮盘200可以具有特定的几何形状,其中各辐条轴在每一层中彼此平行,并且各辐条轴的交叉形成三角形肩部280。

该三角形肩部280可以在其成形期间通过对盘200进行冲压而成角度地定向。这允许确保轮辋400相对于轮100的轮毂支撑件300偏移,同时保持辐条轴的形状自由度,以优化轮100的刚度。

冲压可以同样地是凹面的或凸面的,恰好是通过使盘200的至少一部分并且优选地使辐条轴的至少一部分(即外围区域220)成形而获得所需的机械特性。

图6a至图6e根据截面图和剖面图示出了根据本发明的装置200的多个实施例,其中,辐条轴相对于中央区域210在其中延伸的主平面倾斜261和/或弯曲262。这些倾斜和/或弯曲也可以相对于轮100的旋转轴310进行描述。

必须注意的是,使一个或多个辐条轴倾斜和/或弯曲的方式可以包括对装置200进行冲压的步骤。

例如,在图6a至图6e中,注意到中央区域210延伸到主平面中。根据该实施例,至少一个辐条轴并且优选地每个辐条轴包括至少一个变形区域263。该变形区域263对应于辐条轴的区域,该辐条轴不再从该区域延伸到主平面中,而是延伸到辅平面中。

根据图6b和6d的实施例,辐条轴可包括两个连续的变形区域263和264,以进一步具有延伸到第三延伸平面内的部分。

根据图6c至图6e的实施例,辐条轴是弯曲的,并且可以另外具有倾斜部分261。

因此,图6a表示冲压盘200,该冲压盘的外围区域220包括相对于主平面和相对于轮100的旋转轴310的至少一个倾斜部分261。在变形区域263的处完成该倾斜部分261与盘200的其余部分之间的接合。

图6b示出了一个实施例,其中外围区域220包括第一倾斜部分261a和第二倾斜部分261b。第一倾斜部分261a通过变形区域263机械地连接到第二倾斜部分261b,第二倾斜部分261b通过另外的变形区域264机械地连接到中央区域210。

图6c表示基本类似于图6a的实施例,并且外围区域220包括弯曲部分262而不是图6a的倾斜部分261。

图6d示出了一个实施例,其中外围区域220包括倾斜部分261和弯曲部分262。

弯曲部分262通过变形区域263机械地连接到倾斜部分261,并且倾斜部分261通过另外的变形区域264连接到中央区域210。

图6e表示一个实施例,其中外围区域220包括从弯曲部分262延伸的倾斜部分261,弯曲部分262通过倾斜部分261机械地连接到中央区域210,倾斜部分261本身通过变形区域263机械地连接到中央区域210。

因此,具有冲压的辐条轴(即成形为具有主要延伸到与主平面不同的平面内的部分)的行为确保了轮辋400相对于轮100的轮毂支撑件300的偏移,因此,轮100的挠性大于具有相同盘200构造但仅在中央区域210中具有平坦形状或具有偏移的轮。

另外,在试图保持盘200的最大刚度的情况下,变形区域263将位于轮100的旋转轴310和单向纤维束的最后交叉之间的区域中。特别有利的是,盘200的形状和辐条轴的方向允许确定轮辋400和轮100的旋转轴310之间的力的传递角度,如下所述,轮100承载一个或多个彼此面对的盘200。

根据另一实施例,单向纤维束可以在应力下安装,例如具有应力延伸部。

因此,这些图示出了根据本发明的装置200的可能形状的广泛范围。有利地,盘200的至少一部分的该成形步骤(例如,通过冲压)使得盘200可以根据需要进行成形,以优化刚性或在需要时找到一定的挠性。

辐条轴的成形允许确定轴,根据该轴,在轮100的辐条轴的水平处通过轮100的运动和功能应力来对单向纤维束施加应力。因此,优选地通过冲压的这种成形允许控制轮100的挠性并且使其适应功能应力。

图7a至图7j、图8a和图8b以及图9a至图9g表示根据本发明的多个实施例的包括如上所述的第一装置201和第二装置202的组件。

特别有利的是,根据本发明的第一装置201和第二装置202的组装以形成所述组件允许将牵引应力定向在每个盘201和202的外围区域220上。

因此,该组件形成所谓的最终盘。

因此,根据这些实施例,第一盘201和第二盘202相对于彼此设置成彼此一体。

有利地,这两个盘200被设置成一体,使得第一盘201的辐条轴和第二盘202的辐条轴在轮辋400的水平处与固定点205的三角关系确保了轮100的组件的刚性,这是通过在轮100的横向平面上形成三角形来实现的。当每个盘201和202的辐条轴在轮100的横向平面内相互之间具有角度偏移时,情况相同,这引起三角定位效果。

因此,特别有利地,本发明涉及第一盘201和第二盘202的组件,以形成轮100的最终盘。这允许优化其机械特征。

根据该实施例,第一盘201和第二盘202在至少一个固定区域205的水平处彼此成一体,并且在轮辋400上和/或在另一盘201、202上分别与它们的外围成一体。

有利地,相对于轮100的旋转轴310,第一盘201和第二盘202可以如图7e所示直接彼此连接,和/或如图7a,7b和7c所示连接至间隔件203。

根据一个实施例,第一轮盘201和第二轮盘202可以通过轮100外部的结构(例如通过间隔件203)相对于彼此保持在受控位置,并且机械地联接到轮100的旋转轴310。

优选地,该间隔件203可以安装在轮100的旋转轴310上,并且可以保持盘201和202之间的间隔,如图8a所示。

根据另一个实施例,第一盘201和第二盘202可以通过轮100外部的结构一起保持在受控位置,并且机械地联接到轮100的旋转轴310,例如通过分开的并且同轴的轮毂支撑件300将每个盘201和202连接到支撑轮100的结构的一部分,如图8b所示。

优选地,如果间隔件203包括在其制造中或在轮100的组装过程中通过任何方式(这可以是机械的)、通过胶合或通过焊接被添加,则间隔件203可以被集成到盘201和202中的一个上或者部分地集成到这两个盘中。

有利地,为了在轮100的横向平面中获得三角定位效果,第一盘201和第二盘202可在其中心处分开,如图8a所示由合适的间隔件203保持,或如图8b所示由单独的轮毂支撑件300承载,并且在轮辋400的水平处相对彼此汇聚。

为了获得这种三角定位效果,第一盘201和第二盘202也可以在其中央区域210的水平处连接,并且在轮辋400的水平处分开,以获得另一种三角定位,即所谓的倒三角定位,如图7e所示。

根据另一个实施例,如果优选地被冲压的第一盘201和第二盘202在其中央区域210的水平处分开、在轮辋400的水平处分开并且在外围区域220的一部分的水平处成接合,则也可以获得三角定位效果,形成了两个顶点相对的三角定位,如图7f所示。

根据一个实施例,例如,每个盘201和202可以是平坦的,并且在轮辋400和/或其中央区域210的水平处通过例如间隔件203彼此成一体。

根据另一实施例,第一盘201和第二盘202均被互补地冲压,使得它们的中央区域201相对于彼此平行,并且使得它们的辐条轴相对于彼此平行,同时相对于中央区域210倾斜。该实施例例如在图7j中示出。

更一般地,本发明涉及一种至少一个第一盘201和至少一个第二盘202的组件,该组件可以包括盘201和202的冲压的任何组合,如上所述,并且与轮辋400成一体。

根据图8a和8b的实施例,对于其中轮毂支撑件300由轮100承载的轮辋400,例如,在摩托车轮或自行车轮中,可以将至少两个彼此面对的盘201和202相关联,每个盘都承载卷绕或任何允许轮100绕其旋转轴310旋转的装置,或者在盘201和201之间在轮100的旋转轴310上安装间隔件203,如图8a所示,使得通过盘201和202的结构确保轮100在旋转轴310处的刚度,或者将由盘201和202承载的轮毂支撑件300的每个部分分别保持就位,如图8b所示。

根据图9a和9b所示的实施例,第一盘201和第二盘202可以各自承载轮辋400的一部分,优选互补的。例如,轮辋400可以包括两个部分401和402,每个部分由不同的盘201和202承载,使得第一盘201和第二盘202的接合确保了轮辋400的形成,优选地是整个轮辋。

因此,在图9a中,第一盘201在其外围区域220的水平处包括与轮辋400的第一部分401成一体的部分,并承载轮辋400的凸缘420和轮辋400的第一轮缘431。

第二盘202自身在其外围区域220的水平处包括与轮辋400的第二部分402的成一体部分,并承载轮辋400的轮辋的底部410和轮辋400的第二轮缘430。

根据该实施例,轮辋400可以包括由复合材料制成的部分。

图9c至图9g表示实施例,其中一个或两个盘的辐条轴延伸270以部分地绕过轮辋400的至少一部分。

根据这些实施例,辐条轴(即接合轮辋400的盘的单向区域)可以通过在轮辋400的基部下方穿过而延伸至凸缘420(如图9c所示)以及可能地延伸至轮缘430(如图9d所示)而延伸。

根据该实施例,外围区域220包括辐条轴的延伸部270。

根据图9e的实施例,每个盘可以延伸以根据轮辋400部分地成形,并因此借助于延伸部270在轮辋400的互补部分下方通过。

有利地,至少一个辐条轴可以延伸以部分地构成轮辋400的至少一部分。

因此,图9f是包括形成最终盘的第一盘201和第二盘202的轮的横截面立体图。

第一盘201和第二盘202在位于外围区域220中的固定区域205的水平处成一体。在该图中注意到,每个盘的辐条轴包括从轮辋下方的外围区域延伸到其轮缘430的延伸部270。

有利地,轮辋400的凸缘420可以通过绕轮100的旋转轴310卷绕包括单向纤维束的层而部分地或全部地制成。这种类型的构造具有能够由自动机制造的优点,就像盘的制造一样,该自动机可以独立于盘的制造或者与盘的制造集成并与以下机器的其他元件同步并用于本发明的机械化制造。

有利地,轮辋400的轮缘430可以通过绕轮100的旋转轴310卷绕包括单向纤维束的层而部分地或全部地制成。其制造符合与制造凸缘420相同的逻辑,与凸缘420的制造有关的特征和性能相同的特征和性能适用于轮辋400的该部分。

根据一个实施例,轮辋底部410可以机械地组装、胶合、焊接或集成在复合制造中,承载其凸缘420和其轮缘430的两个盘将集成到该复合制造中。再有,通过将轮辋底部410定界,使辐条轴可以从盘延伸到凸缘420,以到达凸缘420,甚至轮缘430。

有利地,轮辋底部410可以通过绕轮100的旋转轴310卷绕包括单向纤维束的层来部分地或全部地制成。其制造符合与制造凸缘420或轮缘430的逻辑相同的逻辑,与凸缘420或轮缘430的制造有关的特征和性能相同的特征和性能适用于轮辋400的该部分。

根据一个实施例,轮辋400因此部分或全部由包括至少一个单向纤维束的一层或多层的复合材料制成。这样形成的轮辋400使得能够承受每个装置的辐条轴所承受的所有应力。

优选地,无论是否由复合材料制成,轮辋400都可以由一个或两个盘201和202的辐条轴的至少一部分的延伸部270支撑。

有利地,如此形成的轮100可包括由第一装置201和第二装置202以及轮辋400形成的盘200,轮辋400至少部分地由复合材料形成和/或部分地或完全地由一个或多个辐条轴的延伸部270支撑。

轮100的辐条轴还可以延伸,以承载轮辋400的凸缘420和/或轮缘430和/或轮辋底部410,如图9g所示。

轮100的性能因此可以根据构造的类型和盘的形状来管理,每个盘具有根据其特定特征而起作用的功能,并且组件根据所述盘的关联的特征而起作用。

图12示出了该装置的实施例的另一种形式,并且更具体地揭示了中央区域210与外围区域220之间的紧密结构交织。此处的外围区域220具有成对组织的辐条,每对具有朝向主要径向的方向,以将轮毂和轮辋接合在一起。辐条在此对应于三个延伸轴,这三个延伸轴对应于三个层卷绕方向。

在区域220中,在每个延伸轴上,层有利地形成层的堆叠,每个层具有有利的机械强度取向,该机械强度取向对应于沿该延伸轴取向的纤维的方向。

在区域210中,不同延伸轴的层随着其卷绕而叠置,形成交替层的组件,该交替优选地是规则的,并允许连续堆叠具有不同束取向的层。

结果是,外围区域220由具有高度各向异性的机械特性的部分绕其延伸轴形成,该延伸轴对应于纤维的延伸轴。相反,在中央区域210中,通过具有不同取向的单向束的堆叠,机械特性更加各向同性。

将注意的是,图12的横截面揭示了区域210(较厚,由更多层的堆叠形成)和区域220之间的厚度差异。例如,如果使用三层,则区域220的厚度将比区域210的厚度薄三倍。此外,在该示例中,层的逐渐重叠形成中央区域210的一部分,其厚度增加到与所有层的堆叠相对应的最大厚度。

此外,图12示出了外围区域的远端的连接到轮辋部分。用于形成外围区域220的部分的延伸部270可以在轮缘的凸缘420处胶合。因此,实现了来自辐条的负荷的有效分配。

本发明还涉及一种用于制造如上所述的装置200的方法。

特别有利地,复合材料由于其各向异性而允许制造单件式装置200,该单件式装置的区域根据它们中的单向纤维束的分布和性质而具有不同的性能。

根据一个实施例,根据本发明的方法至少包括以下步骤:

ο绕第一延伸轴231定位第一层221a,以限定轮100的至少一个第一辐条轴230;

ο绕第二延伸轴241定位第二层222a,以限定轮100的至少一个第二辐条轴240,该第二辐条轴240与轮100的第一辐条轴230不同;

ο绕第三延伸轴251定位第三层223a,以限定轮100的至少一个第三辐条轴250,该第三辐条轴250与轮100的第一辐条轴230和轮100的第二辐条轴240不同。

有利地,并且为了在中央区域210中形成多向堆叠211,第一层221a、第二层222a和第三层223a相对于彼此布置,以至少部分地在中央区域210的水平处叠置。

优选地,该方法可以进一步包括至少以下步骤:

ο通过使第一层221a在中央区域210的水平处叠置至第二层222a以及在外围区域220的水平处自身叠置来使第一层221a自身折叠;第一层221a的这种折叠不一定是包括使第一层221a与其自身一部分接触的折叠。特别地并且优选地,第一层221a不自身折叠以使其直接与其自身接触。第一层221a自身折叠成围绕第二层222a的一部分,优选地,第二层222a的所述部分叠置在第一层221a的一部分上。

因此,该折叠包括形成多向堆叠211,该多向堆叠包括第一层221a的一部分、第二层222a的一部分、然后第一层221a的另一部分,并且优选地按照该顺序。

ο通过使第二层222a在中央区域210的水平处叠置到第一层221a以及在外围区域220的水平处自身叠置来使第二层222a自身折叠。与第一层221a一样,该折叠的目的是相同的,即通过将第二层222a的另一部分添加到上述多向堆叠211而在中央区域210的水平处继续多向堆叠211。

ο通过使第三层223a在中央区域210的水平处叠置到第一层221a和/或第二层222a以及在外围区域220的水平处自身叠置来使第三层223a自身折叠。类似于第一层221a和第二层222a,这种折叠的目的是相同的,即通过将第三层223a的另一部分添加到上述多向堆叠211而在中央区域210的水平处继续多向堆叠211。

通过重复这些步骤,通过增加多向堆叠211的厚度来使中央区域210致密,该厚度沿轮100的旋转轴310获得。

必须注意的是,根据一个实施例,辐条的数量绕轮100的旋转轴310保持不变;然而,每个辐条轴包括对应于每次折叠的多个水平。因此,每个辐条轴绕轮100的旋转轴310的厚度在每次折叠时增加。

根据一实施例,盘200的形成可包括切割一个或多个辐条轴的至少一部分以减轻外围区域220的步骤,例如,如上图5所示。

因此,根据本发明的方法可以进一步包括至少一个步骤:在外围区域220的水平处切割第一层221a、第二层222a和/或第三层223a的至少一部分,以分别从第一层221a、第二层222a和/或第三层223a形成轮100的第一多个辐条轴232、第二多个辐条轴242和/或第三多个辐条轴252。

同样,如上所述,盘200可被冲压成不平坦,并且在主平面内不延伸到其组件中。因此,本方法可以进一步包括冲压步骤,该冲压步骤构造成使第一层221a和/或第二层222a和/或第三层223a的至少一部分变形。因此,可以在盘200的制造过程中控制轮100的挠性及其机械响应。

本发明的方法还可进一步包括如下步骤:通过相对于轮的旋转轴310绕外围区域220卷绕至少一个附加层来形成轮100的轮辋400的至少一部分,如上所述。

最后,本发明还涉及用于实现上述方法的机器500。

下面将更详细描述的本发明500允许以工业规模,即以提高的生产速度来制造上述装置200。

根据一个实施例,本机器500构造成以高频设置层221a、222a、223a。优选地,该机器500使用卷绕形成线圈511、521、531的层221a、222a、223a。

因此,各层221a、222a、223a从由可动臂510、520、530承载的线圈511、521、531展开,这描述了绕限定待形成的单向束的端部的部分的旋转。这些部分在这里称为固定臂512、522、532和抵接臂(bras de butée)513、523、533。

可动臂510、520、530有利地在机器500的操作期间在旋转中同步以彼此不接触。有利地,这种同步性允许机器500的各个可动部分不会彼此碰撞。

因此,机器500由于连续运动而允许达到非常高的速度,该连续运动可以被加速到层221a、222a、223a的阻力所允许的程度。

优选地,卷绕层221a、222a、223a至少在其两端处分别保持在抵接臂513、523、533和固定臂512、522、532的水平处,而承载待展开材料的可动臂510、520、530绕与层221a、222a、223a的两端平行的轴旋转。

在下文中,展开组件将被称为包括承载层线圈511、521、531的可动臂510、520、530、固定臂512、522、532和抵接臂531、532、533的组件。

有利地,机器500包括与层数一样多的多个展开组件。

图10以俯视图示出了根据本发明的实施例的机器500,该机器构造成形成包括由两个层221a和222a形成的四个辐条轴的盘200。

根据一个实施例,该机器500包括框架501、绕与延伸轴241平行的轴旋转的第一可动臂510、绕与第一延伸轴231平行的轴旋转的第二可动臂520、第一固定臂512、第一抵接臂513、第二固定臂522和第二抵接臂523。

应当注意,旋转的第一可动臂510承载包括第一卷绕层221a的第一线圈511。旋转的第二可动臂520承载包括第二卷绕层222a的第二线圈521。

优选地,第一固定臂512平行于第一线圈511并且平行于第一可动臂510的旋转轴。

优选地,第二固定臂522平行于第二线圈521并且平行于第二可动臂520的旋转轴。

根据一个实施例,每个可动臂通过穿过所述臂的旋转轴和/或线圈支撑件的运动平面的部分与框架501成一体。

还应当注意,旋转的第一可动臂510由与框架501一体的第一支撑部514支撑。旋转的第二可动臂520由与框架501一体的第二支撑部524支撑。

根据一个实施例,第一支撑部514沿延伸轴延伸,该延伸轴穿过第一可动臂510在其上移动的电路。优选地,第一支撑部514沿与第一延伸轴241正交的延伸轴延伸。有利地,第一支撑部514沿与第一可动臂510的旋转轴共线的延伸轴延伸。

根据一个实施例,第二支撑部524沿穿过第二可动臂520在其上移动的电路的延伸轴延伸。优选地,第二支撑部524沿与第二延伸轴231正交的延伸轴延伸。有利地,第二支撑部524沿与第二可动臂520的旋转轴共线的延伸轴延伸。

图11a、11b和11c表示根据本发明的另一实施例的机器500,该机器构造成由三层形成装置。

根据该实施例,机器500包括:

ο至少一个框架501,该框架包括中央部分502和外围部分503,并支撑:

至少一个第一可动臂510,该第一可动臂沿与第一延伸轴231正交的方向延伸,并承载至少一个第一线圈511,该第一线圈包括第一层221a的卷绕,第一层221a的卷绕沿与第一延伸轴231正交的轴进行;

至少一个第二可动臂520,该第二可动臂沿与第二延伸轴241正交的方向延伸,并承载至少一个第二线圈521,该第二线圈包括第二层222a的卷绕,第二层222a的卷绕沿与第二延伸轴241正交的轴进行;

至少一个第三可动臂530,该第三可动臂沿与第三延伸轴251正交的方向延伸,并承载至少一个第三线圈531,该第三线圈包括第三层223a的卷绕,第三层223a的卷绕沿与第三延伸轴251正交的轴进行;

优选地,第一可动臂510、第二可动臂520和第三可动臂530分别被构造成在框501的外围部分503和中央部分502中沿第一延伸轴231、第二延伸轴241和第三延伸轴251分别展开第一层221a、第二层222a和第三层223a,以在框架501的中央部分502的水平处使第一层221a和/或第二层222a和/或第三层223a的至少一部分与第一层221a和/或第二层222a和/或第三层223a的一部分叠置。

因此,优选地,框架501进一步支撑:

ο第一可动臂510的至少一个第一支撑部514,该第一支撑部优选地沿与第一延伸轴231正交的延伸轴延伸;

ο至少一个第一固定臂512,该第一固定臂沿与第一可动臂510平行的方向延伸;

ο至少一个第一抵接臂513,该第一抵接臂沿与第一可动臂510平行的方向延伸,第一固定臂512和第一抵接臂513位于中央部分502的两侧;

ο第二可动臂520的至少一个第二支撑部524,该第二支撑部优选地沿与第二延伸轴241正交的延伸轴延伸;

ο至少一个第二固定臂522,该第二固定臂沿与第二可动臂520平行的方向延伸;

ο至少一个第二抵接臂523,该第二抵接臂沿与第二可动臂520平行的方向延伸,第二固定臂522和第二抵接臂523设置在中央部分502的两侧;

ο第三可动臂530的至少一个第三支撑部534,该第三支撑部优选地沿与第三延伸轴251正交的延伸轴延伸;

ο至少一个第三固定臂532,该第三固定臂沿与第三可动臂530平行的方向延伸;

ο至少一个第三抵接臂533,该第三抵接臂沿与第三可动臂530平行的方向延伸,第三固定臂532和第三抵接臂533设置在中央部分502的两侧。

优选地,第一可动臂510、第二可动臂520和第三可动臂530分别被构造成分别沿第一延伸轴231、第二延伸轴241和第三延伸轴251使第一层221a、第二层222a和第三层223a分别从第一固定臂512、第二固定臂522和第三固定臂532分别到第一抵接臂513、第二抵接臂523和第三抵接臂533展开,从而使第一层221a、第二层222a和/或第三层223a的至少一部分与第一层221a、第二层222a和/或第三层223a的至少任何一部分在框架501的中央部分502的水平处叠置。

优选地,可动臂510、520、530绕其各自的固定臂512、522、532和抵接臂513、523、533旋转,从而通过分别绕固定臂512、522、532和抵接臂513、523、533卷绕各个层221a、222a来展开其各自的线圈511、521、531。

因此,该机器500允许在工业上实施上述方法。

根据未示出的实施例,该机器可包括至少一个第四可动臂,该第四可动臂绕轮的旋转轴旋转,从而通过绕如此形成的盘旋转而至少部分地形成轮辋。

作为非限制性示例,下列材料可以适用于本发明的不同元件:

-第一层221a可包括以下复合材料中的至少一种:玻璃纤维或碳纤维;以及

-第二层222a可包括以下复合材料中的至少一种:玻璃纤维或碳纤维;以及

-第三层223a可包括以下复合材料中的至少一种:玻璃纤维或碳纤维。

100.轮

200.盘

201.第一盘

202.第二盘

203.间隔件

204.接合平面

205.固定区域

210.中央区域

211.多向堆叠

220.外围区域

221.第一部分

221a.第一层

222.第二部分

222a.第二层

223.第三部分

223a.第三层

224a.第四层

225a.第五层

226a.第六层

227a.第七层

228a.第八层

229a.第九层

230.第一辐条轴

231.第一延伸轴

232.第一多个辐条轴

240.第二辐条轴

241.第二延伸轴

242.第二多个辐条轴

250.第三辐条轴

251.第三延伸轴

252.第三多个辐条轴

260.外围部分

261.倾斜部分

261a.第一倾斜部分

261b.第二倾斜部分

262.弯曲部分

263.变形区域

264.另外的变形区域

270.延伸部

300.轮毂支撑件

310.轮的旋转轴

320.底盘

400.轮辋

401.轮辋的第一部分

402.轮辋的第二部分

410.轮辋的底部

420.轮辋的凸缘

430.轮辋的轮缘

431.轮辋的第一轮缘

432.轮辋的第二轮缘

500.机器

501.框架

502.中央部分

503.外围部分

510.第一可动臂

511.第一线圈

512.第一固定臂

513.第一抵接臂

514.第一支撑部

520.第二可动臂

521.第二线圈

522.第二固定臂

523.第二抵接臂

524.第二支撑部

530.第三可动臂

531.第三线圈

532.第三固定臂

533.第三抵接臂

524.第三支撑部

相关技术
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