用于机动车辆的轮子的制作方法

用于机动车辆的轮子的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于机动车辆的轮子，该轮子包括轮体（3），该轮体具有用于容纳轮胎的轮辋垫带（7）并且包括轮辋星（9）或轮辐，其中该轮辋星（9）中或该轮辐中形成有通孔（13），该通孔用于紧固装置，该紧固装置用于将该轮子紧固在该机动车辆的轮毂上。该轮子（1）由聚合物材料制成，且该轮辋垫带（7）中设置有至少一个强化元件（29；33）用于强化。
【专利说明】用于机动车辆的轮子
[0001 ] 本发明涉及用于机动车辆的轮子，该轮子包括具有用于容纳轮胎的轮辋垫带并且还具有轮辋星(rim star)或轮辐的轮辋，该轮辋星中或该轮辐中形成有通孔，该通孔用于紧固装置，该紧固装置用于将该轮子紧固在该机动车辆的轮毂上，该轮子由聚合物材料制成。
[0002]目前，用于机动车辆的轮子是由金属材料制成的，通常是由钢或铝制成的。该轮子一般通过球形头螺丝或锥形头螺丝被紧固到该机动车辆上的轮安装件(通常是制动鼓或制动盘)。结果是，该轮子被按压抵靠该安装件，且从车辆传动件到该轮子的力传送是由该轮子与该轮子在该轮安装件上的接触区域之间的摩擦带来的。
[0003]为了减少机动车辆的燃料消耗从而节省能量，需要减小该机动车辆的重量。为此目的，致力于例如使该机动车辆的尽可能多的部件用低重量材料(例如塑料)制造，且将当前使用的金属材料替换成塑料。
[0004]从DE-U29706229已经得知由纤维强化的塑料制造用于机动车辆的轮子。然而，考虑到被传送到轮子的大的力，该轮子的塑料确实趋于蠕变，这会导致该轮子变形。即使是纤维强化在这里一般也不足以防止蠕变和相关的变形。此外，过高比例的纤维(其确保针对蠕变趋势的足够的强度)具有如下效果:制造轮辋的材料变得太脆，从而不能承受在机动车辆的行驶期间出现的负载。这例如由轮辋中的裂纹体现出来，这会导致破裂。
[0005]由塑料材料制成的轮子同样已知于DE-A4223290。在这里，化合物合成树脂轮子与两个或更多个局部铸件联接在一起，以形成单个结构单元。在这里，这些局部铸件之中的至少一个包括通过长纤维强化的热固性合成树脂，且其他局部铸件包括金属和/或纤维强化的塑料。在这里，一般的情况是，这些局部铸件之一是轮辋垫带或轮辋垫带的一部分，且第二个局部铸件是轮辋星或轮辐。轮辋垫带与轮辐或轮辋星的分离具有另外的缺点:作用在轮子上的力必须在连接部位被传送，在该情况下由该附加的连接可以产生弱点。
[0006]本发明的一个目的是提供用于机动车辆的轮子，该轮子的构造可与基于由金属材料制成的轮子的构造相比，且该轮子具有用于机动车辆的连续运行的足够稳定性。
[0007]该目的是通过用于机动车辆的轮子来实现的，该轮子包括轮辋，该轮辋具有用于容纳轮胎的轮辋垫带并且还具有轮辋星或轮辐，该轮辋星中或该轮辐中形成有通孔，该通孔用于紧固装置，该紧固装置用于将该轮子紧固在该机动车辆的轮毂上，该轮子由聚合物材料制成，且该轮辋垫带中设置有至少一个强化元件用于强化。
[0008]轮辋垫带中的强化元件额外地强化了轮子的实际轮辋，且这带来了由聚合物材料制成的轮子的更高稳定性。当实际轮辋(包括内轮辋边缘和外轮辋边缘、驼峰(hump)、轮辋肩和轮辋鞍边(rim well))经受高负载时,轮辋垫带中的强化元件防止由聚合物材料制成的轮子被损坏。实际轮辋的这种高负载出现在例如当轮胎被拉到并填充于轮子上时以及在轮子的运行期间，例如在行驶期间由于坑洞而产生，当与路缘石撞击时，或在诸如穿过路缘石的负载条件下。
[0009]该至少一个强化元件可以形成于轮辋垫带的整个宽度上。或者，也可能的是，使用该至少一个强化元件强化仅经受特别高的负载的区域。由此可以例如将从内边缘到外边缘的区域(包含轮辋鞍边和轮辋肩)强化，或者将内边缘与外边缘之间的仅个别区域和/或外边缘和/或内边缘通过嵌入的强化元件强化。
[0010]根据本发明，将热固性和热塑性材料用作轮子的材料。该材料可以以已填充或未填充状态使用。然而，优选地，使用填充聚合物。
[0011]合适的聚合物是，例如，天然聚合物和合成聚合物或其衍生物、天然树脂和合成树脂及其衍生物、蛋白质、纤维素衍生物等。它们可以一但不是必须一被化学地或物理地固化，例如空气固化、福射固化或温度固化。
[0012]除了均聚物，也可以使用共聚物或聚合物共混物。 [0013]优选的聚合物是:ABS (丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)；ASA (丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯)；丙烯酸化丙烯酸酯；醇酸树脂；乙烯基乙酸亚烷基酯；亚烷基-乙烯基乙酸酯共聚物，尤其是亚甲基乙烯基乙酸酯、亚乙基乙烯基乙酸酯、亚丁基乙烯基乙酸酯；亚烷基-氯乙烯共聚物；氨基树脂；醛和酮树脂；纤维素和纤维素衍生物，尤其是羟烷基纤维素、纤维素酯(如乙酸酯、丙酸酯、丁酸酯、羧基烷基纤维素、纤维素硝酸酯)；环氧丙烯酸酯；环氧树脂；改性环氧树脂，例如双官能或多官能双酚-A或双酚-F树脂、环氧-酚醛清漆树脂、溴化环氧树脂、脂环族环氧树脂；脂肪族环氧树脂、缩水甘油基醚、乙烯基醚、乙烯-丙烯酸共聚物；烃树脂；MABS (包括丙烯酸酯单元的透明ABS);三聚氰胺树脂；马来酸-酐共聚物；(甲基)丙烯酸酯；天然树脂；松香树脂；虫漆；酚树脂；聚酯；聚酯树脂，如苯基酯树脂；聚砜(PSU);聚醚砜(PESU);聚亚苯基砜(PPSU);聚酰胺；聚酰亚胺；聚苯胺；聚吡咯；聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT);聚碳酸酯(例如来自BayerAG的Makrolon?);聚酯丙烯酸酯；聚醚丙烯酸酯；聚乙烯；聚乙烯噻吩；聚萘二甲酸乙二醇酯；聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET);聚对苯二甲酸乙二醇酯二醇(PETG);聚丙烯；聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA);聚亚苯基氧化物(PPO);聚甲醛(POM);聚苯乙烯(PS);聚四氯乙烯(PTFE);聚四氢呋喃；聚醚(例如聚乙二醇、聚丙二醇);聚乙烯基化合物，尤其是聚氯乙烯(PVC)、PVC共聚物、PVdC、聚醋酸乙烯酯及其共聚物，任选部分水解的聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、聚乙烯基乙酸酯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醚、在溶液中且作为分散体的聚乙烯基丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯以及其共聚物、聚丙烯酸酯和聚苯乙烯共聚物；聚苯乙烯(已韧化的或未韧化的)；聚氨酯，未交联或用异氰酸酯交联的；聚氨酯丙烯酸酯；苯乙烯丙烯腈(SAN);苯乙烯-丙烯酸共聚物；苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(例如来自 BASF SE 的 31丫1:0!*16叉@成3171:011^@、来自 TPC 的 Κ-Resin?);蛋白质，例如酪蛋白；SIS ;三嗪树脂、双马来酰亚胺-三嗪树脂(BT)、氰酸酯树脂(CE)或烯丙基化聚亚苯基醚(APPE)。此外，可以使用两种或更多种聚合物的共混物。
[0014]尤其优选的聚合物是:丙烯酸酯、丙烯酸酯树脂、纤维素衍生物、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯树脂、三聚氰胺和氨基树脂、聚烷撑、聚酰亚胺、环氧树脂、改性环氧树脂，例如双官能或多官能双酚-A或双酚-F树脂、环氧-酚醛清漆树脂、溴化环氧树脂、脂环族环氧树脂；脂肪族环氧树脂、缩水甘油基醚、氰酸酯、乙烯基醚、酚树脂、聚酰亚胺、三聚氰胺树脂和氨基树脂、聚氨酯、聚酯、聚乙烯醇缩醛、聚乙烯基乙酸酯、聚苯乙烯、聚苯乙烯共聚物、聚苯乙烯丙烯酸酯、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯丙烯酸酯、聚甲醛、聚砜、聚醚砜、聚亚苯基砜、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、亚烷基乙烯基乙酸酯和氯乙烯共聚物、聚酰胺、纤维素衍生物以及其共聚物，和这些聚合物之中的两种或更多种的共混物。[0015]尤其优选的聚合物是聚酰胺，例如聚酰胺4、聚酰胺6、聚酰胺7、聚酰胺8、聚酰胺9、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺46、聚酰胺66、聚酰胺69、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺613、聚酰胺1212、聚酰胺1313、聚酰胺6T、聚酰胺9T、聚酰胺MXD6、聚酰胺61、聚酰胺6-3-T、聚酰胺6/6T、聚酰胺6/66、聚酰胺6/12、聚酰胺66/6/610、聚酰胺6I/6T、聚酰胺PACM12、聚酰胺6I/6T/PACM、聚酰胺12/MACM1、聚酰胺12/MACMT或聚酰胺PDA-T，优选聚酰胺46、聚酰胺6、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺66、聚酰胺66/6、聚酰胺6/10或聚酰胺6/12，以及部分芳香族的聚酰胺，例如6T/6、6T/66、6T/6I,聚丙烯、聚砜、聚醚砜、聚亚苯基砜、聚对苯二甲酸丁二醇酯以及其共混物。
[0016]常规添加剂可以与各聚合物混合，例如增塑剂、交联剂、抗冲改性剂或阻燃剂。
[0017]该聚合物材料优选地是强化的。特别地，该聚合物材料是纤维强化的。本领域技术人员知晓的所有通常用于强化的纤维可以用于该强化。合适的纤维是，例如，玻璃纤维、碳纤维、芳香族聚酰胺纤维、硼纤维、玄武岩纤维、金属纤维、矿物纤维或钛酸钾纤维。这些纤维可以以短纤维、长纤维或连续纤维的形式使用。这些纤维也可以被定向或无规排布在该聚合物材料中。然而，特别是当使用连续纤维时，通常为定向排布。在这种情况下，这些纤维可以例如以单独纤维、纤维束、垫、机织或针织结构或粗纱的形式使用。如果这些纤维以连续纤维的形式作为粗纱或作为纤维垫使用，则这些纤维通常被放置在模具中，然后用聚合物材料包封。以这种方式制造的轮体可以是单层或多层构造。在多层构造的情况下，各层的纤维可以在每种情况下以相同方向定向，或者各层的纤维相对于彼此以-90°到+90°的角度扭转。
[0018]在本发明的上下文中，短纤维应被理解为意指具有小于5mm的颗粒长度的纤维。长纤维是具有5-30mm的范围内、优选地7_20mm的范围内的颗粒长度的纤维。通过处理这些颗粒，长纤维通常被缩短，因此在成品部件中，它们通常具有从0.1mm左右至最高达所使用的颗粒的最大尺度的范围内的长度。在通常使用的颗粒尺寸的情况下，最大长度在最高达12mm的范围内。在具有较大尺寸的颗粒的情况下，纤维的最大长度也可以高于这个值。
[0019]优选使用长纤维。如果使用长纤维，则它们一般在固化之前与聚合物化合物混合。轮体的主体可以例如通过挤压、注射模塑或铸造而制造。优选地，整个轮体是通过注射模塑或铸造制造的。长纤维一般无规排布在该轮体中。如果该轮体是通过注射模塑工艺制造的，则长纤维可以通过将包含纤维的聚合物化合物通过注射喷嘴强制注入模具而定向。该聚合物化合物中的纤维的比例优选地是30-70%重量，尤其是45-65%重量。
[0020]在另一个实施方案中，该聚合物材料包括短纤维与长纤维的混合物。在这种情况下，总体纤维比例中的长纤维比例优选地是5-95%重量，且短纤维比例相应地是95-5%重量。特别优选的是，基于总体纤维比例的长纤维比例在15-85%重量的范围内，且短纤维比例相应地是85%-15%重量。
[0021]除了纤维之外，塑料材料还可以包括本领域技术人员已知的且具有增加刚度和/或强度的作用的任何其他填充物。它们还特别地包含任何期望的颗粒而没有优选倾向。这样的颗粒通常是球形的、盘状的或圆柱形的。这些颗粒的实际形式在这种情况下可以偏离理想形式。因而，球形颗粒特别地实际上也可以是例如液滴形的或扁平的。
[0022]除了纤维，所使用的强化材料是，例如，石墨、白垩、滑石和纳米尺度填充物。
[0023]玻璃纤维或碳纤维特别优选地被用于强化。玻璃纤维强化的聚酰胺尤其优选作为用于制造轮辋的材料。
[0024]如果聚酰胺被用于强化，则可能的是，通过所谓的聚酰胺RM工艺来制造轮辋。为此目的，连续纤维被放置在模具中，并用单体溶液浸溃。然后，该单体溶液被固化以形成聚合物。
[0025]在本发明的一个实施方案中，轮辋垫带是通过线绳形式的强化元件来强化的，该线绳在该轮辋垫带中在圆周方向上被设置。在这个方面，可能的是，在每种情况中在轮辋圆周的长度上提供各个线绳，且将多个线绳平行地嵌入作为强化。或者，也可能的是，使用一个线绳，且将它螺旋地嵌入该轮辋垫带的待强化的区域。
[0026]在本发明的上下文中，术语“线绳”应被理解成意指由绞扭在一起的纤维或线形成的、用于传送张力的细长的易弯曲的弹性元件。
[0027]为了获得更容易的操纵，还可能的是，首先通过如下方式来形成强化元件:将线绳彼此连接，以形成例如具有在轴向方向上定向的长丝的机织物。这些机织物可以随后容易地被插入用于制造轮子的模具。用于将线绳彼此连接的另一个替代方案是，将它们用聚合物化合物封装。在这个方面，也可能的是，用单体物质浸溃这些线绳，例如，使它们呈轮子的形状使得这些线绳可以随后被插入用于制造该轮子的模具，继而固化该聚合物材料。该聚合物材料固化的结果是，线绳呈现期望的形状。
[0028]制成线绳的合适材料是，例如:金属，如钢、钛或铝；芳香族聚酰胺；碳；玻璃；纤维素；玄武岩；矿物；硼；钛酸钾；或塑料；或其组合。
[0029]特别优选的是，金属、玻璃、碳或芳香族聚酰胺被用于该线绳。
[0030]如果塑料被选择作为该线绳的材料，聚酰胺、聚烯烃、液晶聚酯(LCP)和超高分子量聚乙烯(UHMW-PE )是特别合适的。
[0031]在一个替代实施方案中，强化元件是与轮辋垫带的形状匹配的插入件。这样的插入件的宽度是基于如下的期望宽度选择的:强化意欲在该期望宽度上延伸。此外，也可能的是，使适当的插入件匹配该轮辋垫带的横截面几何形状或横截面几何形状的部分。在这种情况下，合适地与轮辋的几何形状匹配的插入件在制造期间被插入该轮辋用于强化，并且然后通过注射模塑用聚合物材料封装，用于制造轮子。
[0032]例如可以使用金属板或有机板作为用于强化的插入件。也可能的是，使用由金属、强化的聚合物或陶瓷制成的环作为该插入件来强化轮子的轮辋。
[0033]如果插入件是金属板，则该金属板优选地被切割成期望的宽度，并且被赋予与所需插入件的期望长度对应的长度。该金属板随后被塑形以形成环，且任选地匹配到轮辋垫带的横截面几何形状。
[0034]如果有机板被用于强化，则首先可能的是，使用已经固化的有机板，并使其在存在热的情况下成为期望的形状；或者，也可能的是，使用半成品来强化，该半成品在用于制造轮子的过程中固化以形成成品有机板。
[0035]在本发明的上下文中，有机板被理解成意指纤维强化的平面聚合物部件。纤维强化在这里是由连续纤维提供的。在这里，这些纤维可以以平铺的稀松织物、机织物、成圈针织物(loop-formingly knit fabric)、拉圈针织物(loop-drawingly knit fabric)或编织物的形式存在，其中这些纤维具有一维、二维或三维的排布。在本文中，一维分类意指，各个连续纤维被定向为彼此平行。二维排布意指，纤维被定向为在第一方向上彼此平行，且纤维在相对于第一方向扭转的第二方向上被定向。在这里，纤维优选地以45°到90°尤其是90°的角度相对于彼此扭转，在该情况下90°的角度也包含小的可能由纤维的铺设导致的偏差。在三维排布中，纤维另外还呈现为使得一部分垂直于其他纤维方向延伸。
[0036]纤维随后被用热塑性或热固性聚合物基体封装。如果使用热塑性聚合物，则可能的是，在使聚合物材料固化之后仍通过加热并且随后将有机板塑形来将该有机板塑形。如果使用热固性聚合物基体，则需要制造已经处于期望形状的有机板，因为后续成形不再可倉泛。
[0037]为了制造有机板的半成品，还有利的是用单体溶液浸溃纤维，并仅在后续处理步骤中固化该单体溶液。在这方面，可能的是，进行预交联，以获得各个纤维的初始连接。
[0038]如果由塑料制成的插入件旨在被用于强化，则它可以例如通过注射模塑工艺、注射-压缩模塑工艺、通过吹塑或通过聚酰胺RM工艺制造。在聚酰胺RIM工艺的情况下，单体溶液被引入模具，并在该模具中被固化。
[0039]如果塑料被用作插入件(其用作强化元件)的材料，还优选的是同样地强化该塑料。在这方面，可能的是，使用短纤维、长纤维或连续纤维。尤其优选的是，使用长纤维或连续纤维来强化用于该插入件的塑料。
[0040]如果放置在轮辋垫带中的环被用于强化，则它们可以由金属、强化的聚合物、有机板或陶瓷制成。在本文中，与有机板不同，强化的聚合物被理解为意指用短纤维或用长纤维强化的聚合物。
[0041]如果利用由金属制成的环，则它们可以由金属板通过例如弯折塑形。或者，也可能的是，例如铸造或锻造这些环。如果利用由陶瓷制成的环，则它们一般通过铸造然后焙烧来制造。如果插入件包括由强化的聚合物制成的环，则可能的是，在缠绕处理中(例如通过热固缠绕、湿缠绕或热塑缠绕)、在垫带铺设处理(例如热固垫带铺设或热塑垫带铺设)中、在聚酰胺RM处理中、在压制处理中、在注射模塑处理中、在注射-压缩模塑处理中、在挤压处理中、在树脂灌注处理中、在树脂注射处理中或通过吹塑制造这些环。
[0042]在另一个实施方案中，插入件包括由用连续纤维强化的聚合物制成的环，这些环是在机织处理中、在针织处理中、在编织处理中或在纤维凝聚处理(例如定制的纤维布设)及后续的树脂灌注处理中、或在后续的树脂注射处理中、或在后续的聚酰胺RM处理中制造的。
[0043]特别优选的是，金属被用作该插入件或环的材料。合适的金属是，例如，钢、钛、铝或镁。
[0044]为了将轮子安装在机动车辆上的轮毂上，还优选的是通孔被强化。这些通孔可以例如以下方式强化:这些用于容纳紧固装置的通孔各自容纳一个衬套，该衬套由金属或陶瓷制成且被完全地连接到该轮子的聚合物材料。这些衬套避免了该轮子因高作用力而在这些通孔的区域中开始蠕变从而变形的状况。
[0045]用于通孔稳定性的衬套优选地被完全地连接到该轮子的聚合物材料。由金属或陶瓷制成的衬套的完全连接是以以下方式在该轮子的制造期间实现的，首先将衬套放置在模具中，继而通过注射模塑以用于轮体的聚合物材料封装这些衬套。
[0046]铝、钛或镁作为例如用于衬套的金属是合适的，也可能的是，这些金属作为混合物或以合金形式存在。如果使用铁，铁优选地为钢的形式。或者，这些衬套也可以作为铸铁零件制造，在该情况下该铁既可以以铸钢形式又可以以灰铸铁形式使用。
[0047]可制造这些衬套的合适的陶瓷是，例如，基于氧化铝或氧化硅的陶瓷。
[0048]作为使用被容纳在用于容纳紧固装置的通孔中的衬套的替代，也可能的是，提供适配件，该适配件在轮毂的区域中被连接到轮辋星或轮辐，该适配件具有隆起，该隆起接合在该轮辋星或该轮辐的区域中的凹陷中。轮子随后用该适配件紧固到机动车辆的车轴。该适配件可以与该车辆车轴上的轮安装架形成为一个部件，或者可以是单独的部件一在该情况下该适配件可以与轮子形成为一个部件，且具有至少一个区域与该车辆车轴上的轮安装架接触。该适配件可以由与上述的用于衬套的相同金属制成。或者，也可能的是，该适配件由陶瓷制成。
[0049]为了力的传送，该适配件具有隆起，该隆起接合在轮辋星中或轮辐中的凹陷中。由于接合在轮子上的凹陷中的该隆起，没有力通过摩擦被直接传送到该轮子，且该轮子在紧固装置的区域中由蠕变导致的变形被减小到不再危害该轮子的运行的程度。
[0050]该轮子优选地通过注射模塑工艺或铸造工艺制造，用于强化元件的材料相应地在聚合物材料被注射或倒入之前被放置在模具中。
[0051]本发明的实施例示于附图中，且在接下来的描述中被更详细地解释。
[0052]图1示出了在第一实施方案中机动车辆的具有轮辋垫带强化的轮子的截面，
[0053]图2示出了在第二实施方案中机动车辆的具有轮辋垫带强化的轮子的截面，
[0054]图3示出了在第三实施方案中机动车辆的具有轮辋垫带强化的轮子的截面，
[0055]图4示出了在第四实施方案中机动车辆的具有轮辋垫带强化的轮子的截面。
[0056]图1示出了在第一实施方案中机动车辆的具有轮辋垫带强化的轮子。
[0057]在这里示出的实施方案中，用于机动车辆的轮子I包括轮体3和盖5。然而，在一个替代实施方案中，也可能的是，该轮子I仅包括轮体3，没有盖。此外，盖也可以被设置在轮体3的每一侧。
[0058]根据本发明，轮体3是由聚合物材料制成的。为了使轮体3获得足够大的稳定性，该聚合物材料优选地被强化。短纤维、长纤维或连续纤维形式的纤维可以被用于强化。优选使用长纤维。上述的热塑性或热固性聚合物作为用于轮体3的聚合物材料是合适的。
[0059]轮体3包括用于容纳轮胎和轮辋星9的轮辋垫带7。在轮辋星9中制有通孔13，可以将用于将轮体3紧固在车辆车轴上(一般是紧固在制动鼓或制动盘上)的紧固装置引导穿过该通孔。
[0060]优选的是，通孔13优选地容纳衬套15。衬套15用来在通孔13的区域中进行额外的稳定化，以避免因所插入的紧固装置而损坏轮体3。该衬套一般是由金属或陶瓷制造的，且优选地在制造轮体3期间被铸造，以使得衬套15被完全地连接到该轮体3。除了衬套15以外，也可行的是，提供插入件16，该插入件形成用于轮子I的组装的接触面。在这种情况下，可能的是，将插入件16和衬套15作为单独的部件提供，或者将衬套15与插入件16 —体形成。
[0061]为了将轮体3紧固到车辆车轴，例如将轮螺栓17用作合适的紧固装置。轮螺栓17使得轮体3被可拆卸地连接到该车辆车轴，以使得轮子可以容易地被拆卸，例如如果该轮子损坏或如果需要更换轮胎。
[0062]轮辋垫带7 —般包括外轮辋鞍边19。在其外边沿，外轮辋鞍边19终止于轮辋边缘21。轮辋边缘21用于已经被拉到轮子I上的轮胎的安装。在这方面，轮胎以其外侧抵靠轮辋边缘21。
[0063]如果使用无内胎轮胎，还有必要避免该轮胎因在驱动期间施加的压力而向内移位。为此目的，外轮辋鞍边19具有所谓的驼峰23。所拉上的轮胎的侧壁从而被保持在轮辋边缘21和驼峰23之间，驼峰23抵靠轮胎壁的内侧。
[0064]如果提供盖5，则它可以被用于额外地稳定轮子1，以及替代地或另外地还作为设计元件。为此目的，可能的是，将该盖成形为任何期望的形状。如果盖5被适当地设计，则还可能的是，所述盖被用于改善机动车辆的空气动力学特性。
[0065]如果使用盖5，则它可以被不完全地、完全地或一体地连接到轮体3。在这里示出的实施方案中，盖5被完全地连接到轮体3。
[0066]盖5与轮体3之间的可能的完全连接是例如粘合联结或焊接。合适的不完全连接是例如螺丝连接、铆钉连接或通过夹子的连接。
[0067]为了使轮辋垫带7获得足够的稳定性，根据本发明轮辋垫带7被强化。在图1中示出的实施方案中，线绳29被放置在轮辋垫带7中，以在所有情况下在轮辋边缘21的区域以及驼峰23的区域中用于轮辋垫带7中的强化。线绳29在这里可以与长丝31交织，从而形成机织结构。
[0068]合适的用于这些线绳的材料是，例如:金属，例如铝、钛、铁，尤其是钢；芳香族聚酰胺；玻璃；玄武岩；碳；硼；钛酸钾；矿物；纤维素；或具有比制造轮辋垫带7的聚合物高的强度的聚合物。可以制造用于强化的线绳的聚合物是，例如:聚酰胺；聚烯烃；液晶聚酯(LCP);和超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)。
[0069]特别优选的是，由金属制成的线绳29，尤其是钢线绳，被用于强化。
[0070]可以制造长丝的任何期望的材料适合作为用于长丝31的材料，长丝31用于织造线绳29。合适的材料是，例如:合成纤维，例如聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维、粘胶纤维或聚乙烯纤维；或者天然纤维，诸如羊毛、纤维素或棉。此外，也可能的是，使用金属作为用于长丝31的材料。
[0071]在图1中示出的实施方案中，轮辋垫带7仅在轮辋边缘21的区域和驼峰23的区域中被强化。轮辋垫带7在中心区域中未被强化。在这里，该强化用于在被拉到轮辋垫带7上的轮胎的支撑区域强化轮辋垫带7。
[0072]图2示出了第二实施方案中的用于机动车辆的轮子I。
[0073]与图1中示出的实施方案不同，轮辋垫带7的强化在图2中示出的实施方案中不被中断，而是整个轮辋垫带7在整个轴向宽度上被强化。强化同样是通过使用线绳29提供的，线绳29可以任选地与长丝31交织，以形成机织结构。
[0074]图3中示出了用于机动车辆轮子的另一个实施方案。
[0075]在图3中示出的实施方案中，同样仅有轮辋边缘21的区域和驼峰23的区域——其中轮胎搁靠在轮辋垫带7上——被强化。然而，与图1中示出的实施方案不同，图3中示出的实施方案中的强化不是由在轮辋垫带7中在圆周方向上延伸的线绳提供的，而是由环形强化元件33提供的。环形强化元件33在这里可以被适配于轮辋垫带7的轮廓。
[0076]用于环形强化元件33的合适材料是，例如:金属，例如铝、钛或铁例如钢；或使用有机板。在这种情况下，有机板被理解成意指用连续纤维强化的聚合物材料。[0077]在图4中示出的实施方案中，轮辋垫带同样是由环形强化元件33强化的；在图4中示出的实施方案中，环形强化元件33在轮辋垫带7的整个轴向宽度上延伸。在图4中示出的实施方案中，同样，环形强化元件33是例如由金属板或有机板制造的。为了强化，优选地，在这里还有，环形强化元件33被适配于外轮辋鞍边19的轮廓。
[0078]作为由金属或有机板制成的环形强化元件33的一个替代方案，也可能的是，将环形强化元件33设计成由强化的聚合物或陶瓷制成的环。在这种情况下，与有机板不同，强化的聚合物被理解成意指用短纤维或用长纤维强化的聚合物。为了强化轮辋垫带7，制造环形强化元件33的强化的聚合物材料在这种情况下具有比制造轮辋垫带7的聚合物材料高的强度。
[0079]在图1至4中示出的所有实施方案中，盖5具有牺牲肋27。牺牲肋27用以保护轮子I免受损坏，例如由该轮子与路缘石接触而导致的损坏。优选地，在这里，牺牲肋27被布置为环形地围绕轮子I的轴线。作为这里示出的实施方案(其中牺牲肋27形成在盖5上)的替代方案，也可能的是，在轮体3上，例如在轮辋垫带7的区域中，形成牺牲肋。
[0080]参考标号列表
[0081]I 轮子
[0082]3 轮体
[0083]5 盖
[0084]7轮辋垫带
[0085]9轮辋星
[0086]13 通孔
[0087]15 衬套
[0088]16插入件
[0089]17轮螺栓
[0090]19外轮辋鞍边
[0091]21轮辋边缘
[0092]23马它峰
[0093]25连接点
[0094]27牺牲肋
[0095]29 线绳
[0096]31 长丝
[0097]33环形强化元件
【权利要求】
1.一种用于机动车辆的轮子，该轮子包括轮体(3)，该轮体(3)具有用于容纳轮胎的轮辋垫带(7 )并且还具有轮辋星(9 )或轮辐，该轮辋星(9 )中或该轮辐中形成有通孔(13 )，该通孔用于紧固装置，该紧固装置用于将该轮子紧固在该机动车辆的轮毂上，该轮子(I)由聚合物材料制成，其中该轮辋垫带(7)中设置有至少一个强化元件(29 ;33)用于强化。
2.根据权利要求1所述的轮子，其中在该轮辋垫带(7)中在圆周方向上设置有线绳(29)作为强化元件。
3.根据权利要求2所述的轮子，其中制成该线绳(29)的材料选自钢、钛、铝、芳香族聚酰胺、碳、玻璃、纤维素、玄武岩、矿物、硼、钛酸钾或塑料，或其组合。
4.根据权利要求2或3所述的轮子，其中该线绳(29)彼此连接，以形成具有在轴向方向上定向的长丝(31)的机织物。
5.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的轮子，其中该强化元件(33)是匹配于该轮辋垫带(7)的形状的插入件。
6.根据权利要求5所述的轮子，其中该插入件是金属板或有机板，或者包括由金属、强化的聚合物或陶瓷制成的环。
7.根据权利要求6所述的轮子，其中该插入件包括由强化的聚合物制成的环，该环是在缠绕处理中、在垫带铺设处理中、在聚酰胺RM处理中、在压制处理中、在注射模塑处理中、在注射-压缩模塑处理中、在挤压处理中、在树脂灌注处理中、在树脂注射处理中或通过吹塑制造的。
8.根据权利要求6所述的轮子，其中该插入件包括由用连续纤维强化的聚合物制成的环，该环是在机织处理中、在针织处理中、在编织处理中或在纤维凝聚处理及随后的树脂灌注处理中、或在随后的树脂注射处理中、或在随后的聚酰胺RM处理中制成的。
9.根据权利要求6所述的轮子，其中该金属板的或该环的金属选自钢、钛、铝或镁。
10.根据权利要求1至9中任一项权利要求所述的轮子，其中该聚合物材料选自聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚乙烯砜、聚砜、聚丙烯或聚酰胺。
11.根据权利要求1至10中任一项权利要求所述的轮子，其中该聚合物材料是强化的。
12.根据权利要求11所述的轮子，其中短纤维、长纤维或连续纤维被用来强化该聚合物材料。
13.根据权利要求12所述的轮子，其中用于强化该聚合物材料的纤维是玻璃纤维、碳纤维、芳香族聚酰胺纤维、钛酸钾纤维、硼纤维、玄武岩纤维、矿物纤维或金属纤维。
14.根据权利要求1至13中任一项权利要求所述的轮子，其中用于容纳紧固装置(17)的该通孔(13)各自容纳一个衬套(15)，该衬套由金属或陶瓷制成，且完全地连接到该轮体(3)的聚合物材料。
【文档编号】B60B5/02GK103764407SQ201280041699
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2012年8月24日 优先权日:2011年8月26日
【发明者】H·赫斯, J·施诺尔, W·劳, S·维尼格曼 申请人:巴斯夫欧洲公司