DE102016109320A1

DE102016109320A1 - Biegefeder aus faserverstärktem Kunststoff, Riemenspannvorrichung und Verfahren zur Herstellung der Biegefeder

Info

Publication number: DE102016109320A1
Application number: DE102016109320.3A
Authority: DE
Inventors: Stefan Schattenberg
Original assignee: Muhr und Bender KG
Current assignee: Muhr und Bender KG
Priority date: 2016-05-20
Filing date: 2016-05-20
Publication date: 2017-11-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Biegefeder (25) für eine Riemenspannvorrichtung (2) mit zwei Spannarmen (4, 6), wobei die Biegefeder (25) einen ersten Stützabschnitt (26) zur Abstützung des ersten Spannarmes (4) und einen zweiten Stützabschnitt (27) zur Abstützung des zweiten Spannarmes (6) sowie einen sich zwischen den beiden Stützabschnitten (26, 27) erstreckenden gebogenen Federabschnitt (28) aufweist, wobei sich die Biegefeder (25) über einen Winkel (α) von weniger als 360° um eine Federachse (A25) erstreckt, wobei die Biegefeder (25) aus faserverstärktem Kunststoffmaterial hergestellt ist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Riemenspannvorrichtung (2) mit zumindest einer Biegefeder (25) aus faserverstärktem Kunststoffmaterial. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der Biegefeder (25) aus faserverstärktem Kunststoffmaterial.

Description

Die Erfindung betrifft eine Biegefeder für eine Riemenspannvorrichtung mit zwei Spannarmen, wobei die Biegefeder einen ersten Stützabschnitt zur Abstützung des ersten Spannarmes und einen zweiten Stützabschnitt zur Abstützung des zweiten Spannarmes sowie einen sich zwischen den beiden Stützabschnitten erstreckenden gebogenen Federabschnitt aufweist, wobei sich die Biegefeder über einen Winkel von weniger als 360° um eine Federachse erstreckt. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Riemenspannvorrichtung mit der Biegefeder. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der Biegefeder.
Ein Riementrieb umfasst üblicherweise einen endlosen Riemen und zumindest zwei Riemenscheiben, von denen eine als Antrieb und eine als Abtrieb des Riementriebs fungieren kann. Derartige Riementriebe kommen insbesondere an Verbrennungsmotoren eines Kraftfahrzeugs zum Antreiben von Nebenaggregaten zum Einsatz, wobei eine erste Riemenscheibe auf der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors sitzt und den Riemen antreibt. Weitere Riemenscheiben sind den Nebenaggregaten zugeordnet, wie beispielsweise Wasserpumpe, Lichtmaschine oder Klimaanlagenkompressor, und werden vom Riementrieb drehend angetrieben. Bei herkömmlichen Riementrieben sind die Nebenaggregate als Verbraucher ausgelegt, das heißt sie werden von der Riemenscheibe der Kurbelwelle über den Riemen angetrieben. Dabei ist zwischen der Kurbelwelle und dem in Umlaufrichtung des Riemens benachbarten Aggregat, in der Regel dem Generator, das Lostrum ausgebildet. Um hier eine ausreichende Umschlingung des Riemens um die Riemenscheibe zu gewährleisten, wird der Riemen mittels einer Spannrolle der Riemenspannvorrichtung vorgespannt.
Wenn in einem Riementrieb als weiteres Nebenaggregat ein Starter-Generator integriert ist, das heißt ein Elektromotor, der je nach Betriebszustand als Starter (Anlasser) oder Lichtmaschine (Generator) betrieben werden kann, werden Riemenspannvorrichtungen mit zwei Spannrollen eingesetzt. Bei solchen Riementrieben mit Starter-Generator als Nebenaggregat findet zwischen Motorbetrieb einerseits und Anlasserbetrieb andererseits ein Wechsel zwischen Zugtrum und Lostrum zu beiden Seiten der Riemenscheibe des Starter-Generators statt. Es ist demnach erforderlich, federbelastete Spannrollen für beide der genannten Trums vorzusehen, von denen jeweils eine am Lostrum unter Federkraft wirksam ist, während die andere vom gespannten Zugtrum zurückgedrängt wird.
Aus der EP 2 128 489 A2 ist eine Riemenspannvorrichtung für einen Riementrieb mit Starter-Generator bekannt. Die Riemenspannvorrichtung weist ein Gehäuse auf, in dem zwei Spannarme um eine gemeinsame Schwenkachse schwenkbar gelagert sind. Die Spannarme sind mit Federmitteln gegeneinander abgestützt. Die Federmittel weisen eine Biegefeder, aufgrund ihrer U- oder bügelförmigen Form auch Bügelfeder genannt, auf, die sich über einen Winkel von weniger als 360° um eine Federachse erstreckt. Das Gehäuse ist bei an den Starter-Generator montierte Antriebsriemenscheibe dadurch montierbar, dass das Gehäuse in einem die Antriebswelle des Starter-Generators umgebenden Ringbereich berührungsfrei gegenüber dem Starter-Generator ist.
Stahlfedern können sich im Betrieb der Riemenspannvorrichtung plastisch verformen, was bereits nach drei- bis viermaliger Belastung und Rückstellung der Federn zu einem deutlichen Drehmomentverlust von etwa 10 % führen kann. Um Drehmomentverluste im Betrieb der Riemenspannvorrichtung weitestgehend zu vermeiden, muss die plastische Verformung der Stahlfeder über die Laufzeit der Riemenspannvorrichtung berücksichtigt und technisch aufwendig kompensiert werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Biegefeder vorzuschlagen, die im Betrieb eine konstante Drehmomentübertragung ermöglicht, einen kompakten Aufbau hat und einfach montierbar ist. Weiter soll eine verbesserte Riemenspannvorrichtung vorgeschlagen werden, die im Betrieb eine konstante Drehmomentübertragung ermöglicht, einen kompakten Aufbau hat und mit der im Übrigen die oben genannten Nachteile vermieden werden können. Schließlich soll ein Verfahren zur Herstellung einer verbesserten Biegefeder vorgeschlagen werden, mit der im Übrigen die oben genannten Nachteile vermieden werden können.
Die Lösung besteht in einer Biegefeder für eine Riemenspannvorrichtung mit zwei Spannarmen, wobei die Biegefeder einen ersten Stützabschnitt zur Abstützung des ersten Spannarmes und einen zweiten Stützabschnitt zur Abstützung des zweiten Spannarmes sowie einen sich zwischen den beiden Stützabschnitten erstreckenden gebogenen Federabschnitt aufweist, wobei sich die Biegefeder über einen Winkel von weniger als 360° um eine Federachse erstreckt, wobei die Biegefeder aus faserverstärktem Kunststoffmaterial hergestellt ist.
Ein Vorteil bei der Ausgestaltung der Biegefeder aus faserverstärktem Kunststoffmaterial besteht darin, dass beim Aufweiten und Zusammenziehen, respektive Öffnen und Schließen der Biegefeder in Umfangsrichtung um die Federachse keine plastische Verformung feststellbar ist. Somit kann auf eine technisch aufwendige Kompensation eines materialbedingten Drehmomentverlustes verzichtet werden. Zudem weist die aus faserverstärktem Kunststoffmaterial hergestellte Biegefeder eine hohe Lebensdauer auf und weist im Vergleich zu einer Stahl-Biegefeder ein geringeres Gewicht auf.
Nach einer Ausgestaltung ist die Biegefeder in Axialansicht spiegelsymmetrisch zu einer Mittelebene gestaltet, welche äquidistant zu den beiden Stützabschnitten ist und durch die Federachse verläuft. Die Biegefeder, welche aufgrund ihrer Form auch als Bügelfeder bezeichnet werden kann, hat weniger als eine Windung, das heißt sie erstreckt sich über eine Umfangserstreckung um die Federachse von weniger als 360°, insbesondere von etwa 340°. Die Biegefeder hat an ihren Enden jeweils einen Stützabschnitt, mit dem die Biegefeder im Einbauzustand den jeweiligen Spannarm in Umfangsrichtung um die Federachse abstützt. Auf diese Weise beaufschlagt die Biegefeder die beiden Spannarme in Umfangsrichtung um die Federachse gegeneinander. Zwischen den beiden Stützabschnitten liegt der Federabschnitt, in den beim elastischen Aufweiten der Biegefeder potentielle Energie gespeichert wird. Der Federabschnitt, welcher aufgrund der Form der Biegefeder auch als Bügelabschnitt bezeichnet werden kann, wird beim elastischen Aufweiten insbesondere auf Biegung beansprucht. Der Federabschnitt erstreckt sich hier zwischen den beiden Stützabschnitten etwa kreisbogenförmig in Umfangsrichtung um die Federachse. Die Federachse kann im Einbauzustand der Biegefeder in einer Riemenspannvorrichtung etwa in der Nähe und im Wesentlichen parallel zu den Schwenkachsen der beiden Spannarme, insbesondere konzentrisch zu den beiden Schwenkachsen liegen. Der vom Federabschnitt gebildete Teilkreisbogen kann sich über eine Umfangserstreckung um die Federachse von weniger als 360°, insbesondere von weniger als 330°, insbesondere von etwa 280 bis 290° erstrecken.
Weiterhin kann zumindest im Federabschnitt wenigstens eine Ausnehmung ausgebildet sein. Auf diese Weise kann die Biegefeder lokal gezielt geschwächt und/oder Material, respektive Gewicht eingespart werden. Die wenigstens eine Ausnehmung kann als Durchtrittsöffnung ausgebildet sein, die sich durch das faserverstärkte Kunststoffmaterial der Biegefeder erstreckt, insbesondere axial erstreckt, das heißt parallel zur Federachse. Die wenigstens eine Durchtrittsöffnung kann rund, eckig, gebogen, schlitzförmig, bananenförmig oder dergleichen ausgebildet sein. Beispielsweise kann sich die wenigstens eine Durchtrittsöffnung über einen Winkel von 20 bis 180°, insbesondere zwischen 30 und 50° um die Federachse erstrecken kann. Ebenso können mehrere in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Durchtrittsöffnungen vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ zu der wenigstens einen Durchtrittsöffnung kann die Bügelfeder wenigstens eine Ausnehmung aufweisen, die sich lediglich über einen Teilabschnitt der axialen Länge der Biegefeder erstreckt, das heißt keine Durchtrittsöffnung bildet. Weiterhin können die weiteren Abschnitte der Bügelfeder, insbesondere die beiden Stützabschnitte jeweils wenigstens eine Ausnehmung aufweisen.
Durch die Ausgestaltung der Biegefeder als faserverstärktes Kunststoffteil kann der Federabschnitt auf einfache Weise an den Spannungsverlauf der Biegefeder angepasst werden, insbesondere durch variable Veränderung der Querschnittsfläche der Biegefeder über die Umfangserstreckung des Federabschnitts, das heißt einer gebogenen Form der Biegefeder im Federabschnitt folgend. Durch die Dickenvariierung, respektive Veränderung der Querschnittsfläche der Biegefeder kann das Widerstandsmoment beziehungsweise das Trägheitsmoment der Biegefeder verändert und gezielt angepasst werden.
Insbesondere kann die Biegefeder ein Widerstandsmoment im Federabschnitt aufweisen, das gegenüber einem Widerstandsmoment in den beiden Stützabschnitten erhöht ist. Dadurch ist der Federabschnitt besonders stabil ausgelegt, wodurch vor allem ein mittlerer Teilbereich des Federabschnitts verstärkt ausgebildet sein kann, der im Betrieb der Biegefeder durch die Wechselbeanspruchung, das heißt das Aufweiten und Zusammenziehen, respektive Öffnen und Schließen, stark beansprucht wird. Dagegen kann das Widerstandsmoment der beiden Stützabschnitte, die im Vergleich zum Federabschnitt weniger stark beansprucht werden, geringer sein. Somit kann die Biegefeder im Bereich der Stützabschnitte kleiner, schmaler beziehungsweise flacher gestaltet sein, wodurch ein minimaler Bauraum erzielt wird. Zur Erhöhung des Widerstandsmomentes kann die Biegefeder auch einen hohlen Kern aufweisen. Grundsätzlich kann die Biegefeder auch so gestaltet sein, dass das Widerstandsmoment entlang der gesamten Umfangserstreckung der Biegefeder um die Federachse konstant ist.
Um die Biegefeder lokal zu verstärken, kann die Biegefeder durch Aufbringen mehrerer Faserlagen, insbesondere Prepregs, lokal aufgedickt werden. Dadurch kann das Widerstandsmoment erhöht werden. Somit kann die Biegefeder Abschnitte aufweisen, die im Vergleich zu anderen Abschnitten der Biegefeder eine höhere Anzahl an Faserlagen aufweisen. Beispielsweise kann der höchstbeanspruchte Federabschnitt im Vergleich zu den beiden Stützabschnitten eine höhere Anzahl an Faserlagen aufweisen. Die lokale Aufdickung kann im Vergleich zu den übrigen Abschnitten der Biegefeder sowohl axial durch Erhöhung der axialen Länge als auch radial durch Erhöhung der radialen Länge vorgesehen sein. Insbesondere kann die Biegefeder im Federabschnitt aufgedickt sein, das heißt beispielsweise im mittleren Teilbereich des Federabschnitts relativ zu den übrigen Bereichen der Biegefeder, insbesondere zu den Stützabschnitten, eine größere axiale und/oder radiale Länge, insbesondere die maximale axiale und/oder radiale Länge aufweisen.
Des Weiteren kann ein Teilbereich, insbesondere ein mittlerer Teilbereich des Federabschnitts hohl ausgebildet sein. Der hohle Kern kann in der neutralen Faser der Biegefeder liegen, die keiner Zug- oder Druckspannung ausgesetzt ist. Auf diese Weise kann das Trägheitsmoment der Biegefeder beeinflusst, insbesondere erhöht werden. Der hohle Kern kann beispielsweise durch Einlaminieren eines Luftbalgs hergestellt werden. Hierzu können die Verstärkungsfasern des faserverstärkten Kunststoffmaterials um den hohlen Kern gelegt sein, sodass die radial außenliegenden Fasern die Druckfasern und die radial innenliegenden Fasern die Zugfasern bilden. Der Luftbalg kann in der Biegefeder verbleiben.
Weiterhin kann im Teilbereich, insbesondere im mittleren Teilbereich des Federabschnitts ein vorgeformter Kunststoffkern, insbesondere in Form eines Vollkörpers angeordnet sein. Der Kunststoffkern kann in der neutralen Faser der Biegefeder liegen. Da der Kunststoffkern dort keine Spannungen aufnimmt und – wie auch der hohle Kern in Form des Luftbalgs – lediglich beim Herstellungsprozess der Biegefeder als Lege- oder Flechthilfe zum Aufweiten des Federabschnitts dient, kann ein besonders leichter Kunststoffkern verwendet werden. Der Kunststoffkern kann nach Fertigstellung in der Biegefeder verbleiben.
Für die vorgenannten Möglichkeiten, das heißt für den hohlen Kern und den Kunststoffkern, gilt gleichermaßen, dass sich der Kern im Federabschnitt über einen Winkel von 20 bis 180°, insbesondere zwischen 30 und 50° um die Federachse erstrecken kann. Grundsätzlich können auch andere Abschnitte der Biegefeder zur Dickenvariierung beziehungsweise zur Veränderung des Trägheitsmomentes mittels eines Kerns aufgeweitet werden.
Weiterhin kann eine axiale Länge, das heißt eine Erstreckung parallel zur Federachse, des ersten und des zweiten Stützabschnitts kürzer sein als die axiale Gesamtlänge der Biegefeder. Dadurch wird eine besonders kompakte Bauform bereitgestellt. Durch die geringere axiale Länge im Bereich der Stützabschnitt entstehen in diesen Bereichen Ausnehmungen, die Raum für an den Spannarmen gehaltene Spannrollen bieten.
Insbesondere sind an radial inneren Oberflächen der Stützabschnitte Verschleißschutzmittel vorgesehen beziehungsweise angeordnet. Dadurch wird eine Abnutzung der aus faserverstärktem Kunststoffmaterial hergestellten Stützabschnitte durch die Spannrollen, die an den von den Stützabschnitten abgestützten Spannarmen drehbar gehalten sind, verringert beziehungsweise vermieden. Die Verschleißschutzmittel können zum Beispiel eine Beschichtung, die an den radial inneren Oberflächen der Stützabschnitte aufgebracht oder aufgetragen ist, oder eine Schutzschicht, die im faserverstärkten Kunststoffmaterial der Biegefeder einlaminiert ist, oder Stützelemente in Form von Halbschalen oder Schuhen, insbesondere aus Kunststoff, aufweisen. Die Stützelemente können auf die Stützabschnitte aufgesteckt oder aufgeschoben sein. Alternativ können die Stützelemente bei Herstellung der Biegefeder mit in die Kunststoffmatrix des faserverstärkten Kunststoffmaterials eingebunden werden, um eine feste und dauerhafte Verbindung mit der Biegefeder bereitzustellen.
Weiterhin kann die Biegefeder aus insbesondere harzimprägnierten Verstärkungsfasern hergestellt sein. Die effektive Querschnittsfläche der Verstärkungsfasern kann über die Umfangserstreckung der Biegefeder um die Federachse konstant sein. Dadurch wird eine besonders hohe Festigkeit der Biegefeder erreicht. Durch diese Ausgestaltung ändert sich die Anzahl der Verstärkungsfasern über die Umfangserstreckung der Biegefeder nicht. Alternativ können vor allem im höchstbelasteten Bereich der Biegefeder, nämlich dem Federabschnitt, die Dicke beziehungsweise der Querschnitt durch Variierung der Anzahl der Faserlagen angepasst werden. Für diesen Fall könnte zumindest ein mittlerer Teilbereich des Federabschnitts eine höhere Anzahl an Faserlagen als die weniger beanspruchten Stützabschnitte aufweisen.
Insbesondere sind die Verstärkungsfasern als Endlosfaserstränge gestaltet, die sich jeweils über die gesamte Umfangserstreckung der Biegefeder um die Federachse erstrecken. Durch die Endlosfasern können höchste Steifigkeits- und Festigkeitswerte erzielt werden. Als Endlosfasern werden Fasern mit einer Längs von mehr als 50 mm, insbesondere mehr als 1000 mm verstanden. Dabei werden die Endlosfasern als Rovings oder Gewebe zur Herstellung der Biegefeder aus faserverstärktem Kunststoffmaterial verwendet. Als Roving wird dabei ein Bündel, Strang oder Multifilamentgarn aus parallel angeordneten Endlosfasern (Filamenten) bezeichnet. Durch den Einsatz von Endlosfasersträngen ergibt sich ein geringerer Verschleiß und damit verbunden eine lange Lebensdauer der Biegefeder. Endlosfaserstränge eignen sich zudem gut für die automatisierte Herstellung der Biegefeder, zum Beispiel zum Wickeln der Verstärkungsfasern um einen Kern, insbesondere einen während des Faserwickelns drehend angetriebenen Kern. Der Kern kann aus ausgehärteten Verstärkungsfasern bestehen.
Eine Lösung der oben genannten Aufgabe besteht weiter in einer Riemenspannvorrichtung der eingangs genannten Art, wobei die Riemenspannvorrichtung für einen Riementrieb umfasst: einen Grundkörper, der einen Befestigungsabschnitt zum Befestigen an einem Aggregat aufweist, sowie eine Öffnung für eine Antriebswelle des Aggregats; einen ersten Spannarm, der mittels eines ersten Lagers an dem Grundkörper schwenkbar gelagert ist und eine erste Spannrolle aufweist, die um eine erste Drehachse drehbar ist; einen zweiten Spannarm, der mittels eines zweiten Lagers an dem Grundkörper schwenkbar gelagert ist und eine zweite Spannrolle aufweist, die um eine zweite Drehachse drehbar ist; eine Federanordnung, welche derart zwischen dem ersten Spannarm und dem zweiten Spannarm angeordnet ist, dass der erste Spannarm und der zweite Spannarm mittels der Federanordnung in Umfangsrichtung um die Federachse gegeneinander vorgespannt sind, wobei die Federanordnung zumindest eine vorbeschriebene Biegefeder aus faserverstärktem Kunststoffmaterial aufweist. Mit der erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtung ergeben sich dieselben Vorteile wie mit der erfindungsgemäßen Biegefeder, sodass diesbezüglich auf obige Beschreibung verwiesen wird.
Insbesondere weist die zumindest eine Biegefeder im Bereich des ersten und zweiten Stützabschnitts eine axiale Länge auf, die kürzer ist als die axiale Gesamtlänge der Biegefeder. Dadurch wird im Bereich der Spannrollen ein besonders flacher Aufbau in axialer Richtung erzielt. Die Federanordnung weist somit in den Stützabschnitten, in denen die Spannrollen angeordnet sind, beziehungsweise in denen die Federanordnung an den Spannrollen abgestützt ist, eine minimale axiale Bauhöhe auf, die im Extremfall sogar kleiner oder gleich der axialen Gesamtlänge der Biegefeder sein kann. Auf diese Weise kann die Krafteinleitung von der Biegefeder auf die beiden Spannarme in einer Ebene erfolgen, die axial zwischen einer Befestigungsebene des Gehäuses und einer dem Gehäuse zugewandten Kante der Spannrollen angeordnet ist. Die genannte axiale Länge im Bereich der Stützabschnitte beziehungsweise die axiale Gesamtlänge kann sich hierbei auf die Federachse beziehen, um die sich die Biegefeder in Umfangsrichtung erstreckt, und/oder im eingebauten Zustand auf eine gemeinsame Schwenkachse der Spannarme, beziehungsweise eine erste Schwenkachse des ersten Spannarmes oder eine zweite Schwenkachse des zweiten Spannarmes, wenn die beiden Schwenkachsen der Spannarme auseinanderliegen.
Die Riemenspannvorrichtung kann für einen Riementrieb verwendet werden, der zumindest ein Aggregat mit einer Antriebswelle und einer Riemenscheibe sowie einen endlosen Riemen zum Antreiben der Riemenscheibe aufweist. Die Riemenspannvorrichtung ist insbesondere so gestaltet, dass die Schwenkachsen der beiden Spannarme innerhalb der Öffnung des Gehäuses liegen. Im eingebauten Zustand der Riemenspannvorrichtung an dem Aggregat liegen die beiden Schwenkachsen vorzugsweise innerhalb eines größten Außendurchmessers der Riemenscheibe beziehungsweise der Antriebswelle, insbesondere koaxial hierzu. Die beiden Schwenkachsen können koaxial zueinander angeordnet sein, das heißt eine gemeinsame Schwenkachse bilden.
Nach einer Ausgestaltung ist die Federanordnung in Axialansicht spiegelsymmetrisch zu einer Mittelebene gestaltet, welche mittig parallel zwischen den beiden Drehachsen der Spannrollen verläuft. Die Federanordnung weist mindestens eine Biegefeder auf, womit gemeint ist, dass eine oder mehrere Biegefedern insbesondere zwei, drei, vier oder fünf Biegefedern vorgesehen sein können. Sofern vom Vorliegen von einer oder der Biegefeder die Rede ist, ist dies – sofern nichts anderes gesagt ist – für die zumindest eine Biegefeder gemeint, das heißt dass die beschriebenen Merkmale für eine, mehrere oder alle der Biegefedern gelten können. Dies soll auch für andere Bauteile der Riemenspannvorrichtung gelten, von denen mehrere vorhanden sind und die hier beschrieben werden, insbesondere die Spannrollen, Spannarme und Teile hiervon.
Insbesondere weist die Federanordnung nicht mehrere, sondern genau die eine Biegefeder auf. Alternativ zur Ausgestaltung mit nur einer einzigen Biegefeder kann mit der Ausgestaltung mit mehreren Biegefedern, insbesondere mit zwei Biegefedern die auf die Spannarme wirkende Vorspannkraft erhöht werden. Die beiden Biegefedern können funktional parallel zwischen den beiden Spannarmen angeordnet sein, das heißt beide Biegefedern beaufschlagen mit ihren ersten Stützabschnitten den ersten Spannarm und mit ihren zweiten Stützabschnitten den zweiten Spannarm. Bei dieser Ausgestaltung kann das Stützelement, welches als Verschleißschutz dient, jeweils zwei Nuten zur Aufnahme der Stützabschnitte der beiden Biegefedern aufweisen. Die beiden Biegefedern können untereinander gleich gestaltet und axial versetzt zueinander angeordnet sein. Alternativ können die beiden Biegefedern unterschiedlich gestaltet sein. Bei dieser Ausführung liegen die ersten und zweiten Stützabschnitte der beiden Biegefedern vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene, wogegen die Federabschnitte der beiden Biegefedern zumindest in Teilbereichen axial versetzt zueinander angeordnet sind, das heißt in unterschiedlichen Ebenen liegen.
Eine weitere Lösung der oben genannten Aufgabe besteht in einem Verfahren zur Herstellung der vorbeschriebenen Biegefeder aus faserverstärktem Kunststoffmaterial, wobei das Verfahren zumindest folgende Schritte aufweist: Legen von Prepregs oder Rovings in eine Negativform der Biegefeder; Pressen der gelegten Prepregs oder Rovings mit einem Pressdruck zwischen 15 und 30 Kilonewton, insbesondere 20 Kilonewton; Aufrechterhalten des Pressdruckes für 10 bis 30 Minuten, insbesondere 20 Minuten; Aushärten der gepressten Prepregs oder Rovings, insbesondere in einem Ofen bei einer Ofentemperatur von 100 bis 140 Grad Celsius, insbesondere 120 Grad Celsius. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ergeben sich dieselben Vorteile wie mit der erfindungsgemäßen Biegefeder, sodass diesbezüglich auf obige Beschreibung verwiesen wird.
Die Prepregs oder Rovings werden in die Negativform der Biegefeder eingelegt und dort unter Druck auf eine erhöhte Temperatur gebracht, bei der die Kunststoffmatrix irreversibel erhärtet. Die Verstärkungsfasern in der Kunststoffmatrix führen dabei zur erhöhten Festigkeit der fertigen Biegefeder. Die hier verwendete Kunststoffmatrix erhärtet in der Regel bei Temperaturen von 100 bis 180° Celsius, insbesondere zwischen 120 und 160° Celsius, insbesondere bei 140, 160 oder 180° Celsius irreversibel und gibt der fertigen Biegefeder ihre bleibende Form. Als Kunststoffmatrix kann insbesondere eine duroplastische Matrix verwendet werden. Faserverstärkte Kunststoffe mit duroplastischer Matrix lassen sich nach dem Aushärten beziehungsweise dem Vernetzen der Matrix nicht mehr umformen. Als Matrix kommen vor allem Harze, insbesondere Epoxidharz, Polyesterharz, Vinylesterharz oder dergleichen, zur Anwendung.
Insbesondere kann die Biegefeder aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) und/oder aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK) und/oder aus aramidfaserverstärktem Kunststoff hergestellt sein. Die Verstärkungsfasern können sortenrein oder miteinander vermischt zum Einsatz kommen. Grundsätzlich kann eine günstige Materialausnutzung und eine Kostenoptimierung dadurch erfolgen, dass die Biegefeder mehrlagig ausgeführt ist, wobei eine mittlere Schicht eine geringere Qualität, beispielsweise aus glasfaserverstärktem harzgetränkten Material hergestellt ist, während Außenschichten aus höherwertigem Fasermaterial, beispielweise aus kohlefaserverstärktem oder aramidfaserverstärktem harzgetränkten Fasermaterial hergestellt werden. Somit können die Verstärkungsfasern mehrschichtig übereinander gelegt werden, wobei auch unterschiedliche Verstärkungsfasern verwendet werden können. Die Verstärkungsfasern können miteinander verwoben oder verschränkt werden, sodass gewebeähnliche Strukturen entstehen.
Die Herstellung der Biegefeder aus Faserverbundmaterial ist besonders günstig, da sie eine gute Anpassung der Federgeometrie an die vorhandenen Einbauverhältnisse ermöglicht. Die Biegefeder kann einen eckigen, insbesondere quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen. Weiterhin kann die Biegefeder innen hohl oder als Vollkörper ausgebildet sein. Dabei kann/können der Querschnitt und/oder die Ausgestaltung als Hohl- oder Vollkörper der Biegefeder abschnittsweise variieren, das heißt sich in Umfangserstreckung der Biegefeder um die Federachse verändern. Auf diese Weise kann die Federgeometrie der Biegefeder flexibel an die lokalen Spannungsverhältnisse der Biegefeder sowie das Widerstandsmoment lokal gezielt angepasst werden.
Außerdem lässt sich mit der Biegefeder aus faserverstärktem Kunststoffmaterial im Vergleich zu solchen aus Federstahl erheblich Gewicht reduzieren, was sich insgesamt günstig auf den Kraftstoffverbrauch eines Kraftfahrzeugs, welches die erfindungsgemäße Riemenspannvorrichtung oder die erfindungsgemäße Biegefeder aus faserverstärktem Kunststoffmaterial aufweist, auswirkt. Zur weiteren Gewichtsreduzierung und/oder zur gezielten lokalen Schwächung kann wenigstens eine Aussparung im Kunststoffmaterial der Biegefeder vorgesehen sein. Insbesondere kann die wenigstens eine Ausnehmung in der Biegefeder mittels wenigstens eines Vorsprunges in der Negativform der Biegefeder gebildet werden, um die die Verstärkungsfasern, die Prepregs oder die Rovings zur Bildung der wenigstens einen Ausnehmung gelegt werden können.
Um den Querschnitt beziehungsweise das Widerstandsmoment der Biegefeder zu variieren, können zusätzlich weitere Faserlagen lokal auf die Biegefeder aufgebracht werden. Weiterhin kann zur Variierung des Querschnittes beziehungsweise des Widerstandsmomentes der Biegefeder der Schritt des Legens von Prepregs oder Rovings in eine Negativform der Biegefeder zumindest den folgenden Teilschritt aufweisen: Legen mehrerer Prepregs oder Rovings um einen Kern, der als Luftbalg oder vorgeformter Kunststoffkern gestaltet ist und sich zwischen den Prepregs oder Rovings entlang eines mittleren Teilbereichs des Federabschnitts erstreckt.
Grundsätzlich kann die Herstellung der Biegefeder auch mit vorgefertigten harzimprägnierten Verstärkungsfasern (Prepregs) durchgeführt werden, die um einen drehend antreibbaren Kern gewickelt werden. Danach können die Prepregs abgeschnitten und in einer Presse mit einem Werkzeug, welches eine Negativform der Biegefeder aufweist, unter Druck und Temperatur fertiggestellt werden. Danach können eventuell vorhandene Grate und Harzreste entfernt werden. Ebenso können Injektionsverfahren zur Vernetzung der Verstärkungsfasern eingesetzt werden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren erläutert. Hierin zeigt:
1 eine erfindungsgemäße Riemenspannvorrichtung in einer ersten Ausführungsform in perspektivischer Seitenansicht;
2 die Riemenspannvorrichtung gemäß 1 im Längsschnitt;
3 eine vergrößerte Detailansicht einer Lageranordnung der Riemenspannvorrichtung gemäß 1 im Halblängsschnitt;
4 eine vergrößerte Detailansicht einer Lageranordnung einer erfindungsgemäßen Riemenspannvorrichtung in einer abgewandelten Ausführung;
5 die Riemenspannvorrichtung gemäß 1 in perspektivischer Ansicht in montiertem Zustand an einem Aggregat;
6 die Riemenspannvorrichtung gemäß 1 in perspektivischer Seitenansicht in montiertem Zustand an einem Aggregat;
7 eine erfindungsgemäße Biegefeder für die Riemenspannvorrichtung gemäß 1
A) in Axialansicht,
B) in perspektivischer Ansicht;
8 eine alternative erfindungsgemäße Biegefeder für die Riemenspannvorrichtung gemäß 1
A) in Axialansicht,
B) in perspektivischer Ansicht;
9 eine weitere alternative erfindungsgemäße Biegefeder für die Riemenspannvorrichtung gemäß 1
A) in Axialansicht,
B) in perspektivischer Ansicht;
10 eine weitere alternative erfindungsgemäße Biegefeder für die Riemenspannvorrichtung gemäß 1
A) in Axialansicht,
B) in perspektivischer Ansicht,
11 eine weitere alternative erfindungsgemäße Biegefeder für die Riemenspannvorrichtung gemäß 1
A) in Axialansicht,
B) im Querschnitt entlang der in 11A gezeigten Linie XI-XI;
12 eine weitere alternative erfindungsgemäße Biegefeder für die Riemenspannvorrichtung gemäß 1
A) in Axialansicht,
B) im Querschnitt entlang der in 12A gezeigten Linie XII-XII;
13 eine erfindungsgemäße Riemenspannvorrichtung in einer weiteren Ausführungsform in perspektivischer Seitenansicht in montiertem Zustand an einem Aggregat.
Die 1 bis 7B, welche im Folgenden gemeinsam beschrieben werden, zeigen eine erfindungsgemäße Riemenspannvorrichtung 2 in einer ersten Ausführungsform und eine erfindungsgemäße Biegefeder 25 für die Riemenspannvorrichtung 2.
Die Riemenspannvorrichtung 2 umfasst einen Grundkörper 3, einen ersten Spannarm 4 mit einer ersten Spannrolle 5, einen zweiten Spannarm 6 mit einer zweiten Spannrolle 7 und eine Federanordnung 8, über welche die beiden Spannarme 4, 6 in Drehrichtung gegeneinander federnd abgestützt sind.
Der Grundkörper 3 kann an einem ortsfesten Bauteil wie einem Aggregat 35 befestigt werden. Das Aggregat 35 kann prinzipiell jede Maschine sein, die Teil des Riementriebes ist, das heißt insbesondere jedes der vom Hauptmotor des Kraftfahrzeugs angetriebenen Nebenaggregate wie Generator, Wasserpumpe oder dergleichen. Zur Verbindung mit dem ortsfesten Bauteil hat der Grundkörper 3 einen Befestigungsabschnitt 9, insbesondere mit drei über den Umfang verteilten nach radial außen vorstehende Flanschvorsprüngen 10 mit Bohrungen, durch die Schrauben zur Befestigung an dem ortsfesten Bauteil durchgesteckt werden können. Die Riemenspannvorrichtung 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist so gestaltet, dass eine Lagerung 22, 23, 24 der Spannarme 4, 6 axial zwischen dem Befestigungsabschnitt 9 des Grundkörpers 3 und einer mittleren Rollenebene E5 der Spannrollen 5, 7 liegt, welche in montiertem Zustand etwa einer durch den Riemen aufgespannten Riemenebene entspricht.
Der Grundkörper 3 hat ferner einen radial innen an den Befestigungsabschnitt 9 anschließenden Flanschabschnitt 11, der zur axialen Abstützung des zweiten Spannarms 6 dient. Der Flanschabschnitt 11 geht radial innen in einen Hülsenabschnitt 15 über, an dem der erste beziehungsweise zweite Spannarm 4, 6 radial gelagert ist. Am freien Ende des Hülsenabschnitts 15 ist eine Ringscheibe 21 als Abschluss fixiert. Dies erfolgt vorliegend durch Umbördeln eines endseitigen Randes des Hülsenabschnitts 15, wobei andere Befestigungsmethoden ebenso denkbar sind. Die Ringscheibe 21 bildet eine Stützfläche zur axialen Abstützung des ersten beziehungsweise zweiten Spannarms 4, 6. Insgesamt bilden die Ringscheibe 21, der Hülsenabschnitt 15 und der Flanschabschnitt 11 eine im Halblängsschnitt etwa C-förmige Aufnahme für die beiden Spannarme 4, 6.
Der Grundkörper 3, der erste Spannarm 4 und der zweite Spannarm 6 sind vorliegend als Stahlbauteile ausgeführt, welche insbesondere umformend aus Blech hergestellt werden können. Stahlbauteile haben den Vorteil einer hohen Festigkeit bei niedrigem Materialeinsatz, sodass insbesondere die Spannarme 4, 6 axial flach ausgeführt werden können. Alternativ kann/können der Grundkörper 3 und/oder der erste Spannarm 4 und/oder der zweite Spannarm 6 vollständig oder teilweise aus faserverstärktem Kunststoffmaterial hergestellt sein.
Der erste Spannarm 4 ist mittels des ersten Lagers 22 um eine erste Schwenkachse A4 schwenkbar gelagert. Der zweite Spannarm 6 ist mittels des zweiten Lagers 24 um eine zweite Schwenkachse A6 schwenkbar gelagert. Vorliegend sind die beiden Lager 22, 24 koaxial zueinander angeordnet, das heißt die beiden Schwenkachsen A4, A6 fallen zusammen. Grundsätzlich ist es jedoch für bestimmte Anwendungen auch denkbar, dass die beiden Schwenkachsen A4, A6 parallel beziehungsweise exzentrisch zueinander angeordnet sein können. Die sich in Umfangsrichtung um die Schwenkachsen A4, A6 erstreckende Federanordnung 8 wirkt einer relativen Schwenkbewegung der beiden Spannarme 4, 6 entgegen. Die beiden Spannarme 4, 6 sind durch die zwischengeschaltete Federanordnung 8 relativ zueinander begrenzt drehbar und zusammen mit der Federanordnung 8 gegenüber dem Grundkörper um die Achsen A4, A6 frei drehbar, das heißt um 360° und mehr. In an dem ortsfesten Bauteil montiertem Zustand ist diese freie Drehbarkeit nur insoweit gegeben wie es die Einbaulage zulässt. Es ist vorgesehen, dass die Schwenkachsen A4, A6 in montiertem Zustand der Riemenspannvorrichtung 2 innerhalb einer Öffnung 36 des Grundkörpers 3 liegen.
In 2 ist die Lagerung der ersten Spannrolle 5 in Schnittansicht dargestellt. Die zweite Spannrolle 7 ist in analoger Weise drehbar gelagert, sodass im Weiteren die Lagerung stellvertretend für beide Spannrollen 5, 7 anhand des ersten Spannarmes 4 mit der ersten Spannrolle 5 beschrieben wird. Der Spannarm 4 hat einen Trägerabschnitt 12, der von einem ringförmigen Lagerabschnitt 19 des Spannarms 4 nach radial außen vorsteht. An dem Trägerabschnitt 12 ist die zugehörige Spannrolle 5 befestigt und mittels eines entsprechenden Lagers 18 um zu der Schwenkachse A4 parallele Drehachse A5 drehbar gelagert. Das Lager 18 für die erste Spannrolle 5 ist auf ein mit dem Trägerabschnitt 12 verbundenes Trägerelement 17 aufgezogen. Das Lager 18 ist mittels einer Schraube 14, die in eine am Trägerabschnitt abgestützte Gewindehülse 29 eingeschraubt ist, verspannt. Wie vorstehend ausgeführt, ist die zweite Spannrolle 7 ist in analoger Form auf einem Lagerelement des zweiten Spannarms 6 drehbar gelagert und mittels einer Schraubverbindung 14’ an dem Spannarm 6 befestigt. Scheiben 16, 16’ verhindern das Eindringen von Schmutz in die Lager 18 der Spannrollen 5, 7.
Im Folgenden wird näher auf die Lageranordnung der Riemenspannvorrichtung eingegangen, welche als Detail in 3 gezeigt ist. Der erste Spannarm 4 hat radial innen einen Lagerabschnitt 19 zur drehbaren Lagerung an dem Grundkörper 3. Der zweite Spannarm 5 hat einen Lagerabschnitt 20 zur drehbaren Lagerung relativ zum ersten Lagerabschnitt 19 beziehungsweise zum Grundkörper 3. Es ist erkennbar, dass der erste Lagerabschnitt 19 und der zweite Lagerabschnitt 20 axial und radial gegeneinander gelagert sind. Der erste Lagerabschnitt 19 ist mittels des ersten Lagers 22 in dem Gehäuse 3 drehbar gelagert. Das erste Lager 22 ist insbesondere in Form eines im Querschnitt L-förmigen Gleitrings gestaltet, welcher eine axiale und radiale Lagerung für den ersten Spannarm 4 gegenüber dem Grundkörper 3 bildet. Das erste Lager 22 ist axial gegen die Ringscheibe 21 abgestützt, welche mit dem Hülsenabschnitt 15 fest verbunden ist. Radial innen hat das erste Lager 22 einen hülsenförmigen Lagerabschnitt, der radial zwischen dem Hülsenabschnitt 15 des Grundkörpers 3 und einem Hülsenansatz 30 des ersten Spannarms 4 angeordnet ist.
Zwischen dem ersten und zweiten Lagerabschnitt 19, 20 ist das Axiallager 23 vorgesehen, das insbesondere in Form einer Gleitscheibe gestaltet ist. Der zweite Lagerabschnitt 20 ist über das zweite Lager 24, das insbesondere in Form eines L-förmigen Gleitrings gestaltet ist, gegenüber dem Grundkörper 3 axial und gegenüber dem Hülsenansatz 30 des Lagerabschnitts 19 radial abgestützt. Die Montage erfolgt derart, dass die Lageranordnung bestehend aus zweitem Lager 24, zweitem Spannarm 6, Axiallager 23, erstem Spannarm 4 und erstem Lager 22 auf den Hülsenansatz 15 aufgeschoben wird. Dann wird die Ringscheibe 21 auf den Hülsenabschnitt 15 aufgeschoben und anschließend der endseitige Bund des Hülsenabschnitts 15 umgebördelt. In montiertem Zustand liegen die Spannarme 4, 6 axial zwischen dem Befestigungsabschnitt 11 und der Ringscheibe 21.
Zwischen den jeweils zueinander drehbaren Bauteilen 3, 4, 6 ist jeweils eine Ringdichtung 41, 42, 43 angeordnet, welche ein ungewünschtes Eindringen von Schmutz in die Lager verhindern. Die erste Ringdichtung 41 ist an einem radial äußeren Ende der Abschlussscheibe 21 angespritzt und dichtet den Ringraum zwischen der Gehäusescheibe 21 und dem Lagerabschnitt 19 des ersten Spannarms 4 ab. Die mittlere Ringdichtung 42 ist mit einem radial äußeren Rand des zweiten Lagers 23 verbunden und dichtet den Ringraum zwischen den beiden Spannarmen 4, 6 ab. Der Ringspalt zwischen dem Lagerabschnitt 20 des zweiten Spannarms 6 und dem Flanschabschnitt 11 des Gehäuses 3 ist mit der zweiten Ringdichtung 43 abgedichtet, die mit einem radial äußeren Rand des ersten Lagers 22 verbunden ist. Das zweite Lager 24 kann mit der zweiten Ringdichtung 43 gemeinsam mittels Zweikomponenten-Kunststoffspritzguss hergestellt werden. Dies gilt entsprechend auch für das mittlere Lager 23 mit mittlerer Dichtung 42.
In 4 ist eine leicht abgewandelte Ausführung der Lageranordnung gezeigt, welche weitestgehend der Lageranordnung aus 3 entspricht, auf deren Beschreibung hinsichtlich der Gemeinsamkeiten insofern Bezug genommen wird. Im Unterschied zur Ausführung nach 3 ist bei der Ausführung nach 4 die erste Dichtung 41 axial zwischen der Ringscheibe 21 und einer Ringfläche des Lagerabschnitts 19 angeordnet. Die erste Dichtung 41 ist mit einer Unterseite der Ringscheibe 21 stoffschlüssig verbunden, beispielsweise durch Anvulkanisieren oder Kleben. Die mittlere Dichtung 42 und die zweite Dichtung 43 sind einteilig mit dem zweiten Lager 24 ausgebildet, was beispielsweise mittels Zweikomponenten-Spritzguss erfolgen kann. Das erste Lager 22 ist im Querschnitt C-förmig gestaltet. Dies kann durch Umformen einer Lagerhülse an einem unteren und oberen Ende erfolgen.
Die Federanordnung 8 gemäß den Ausführungen der 1 bis 7B umfasst zumindest eine Biegefeder 25, die in den 7A, 7B im Detail gezeigt ist. Die Biegefeder 25 erstreckt sich über einen Winkel α von weniger als 360° um eine Federachse A25. In 5 ist erkennbar, dass die Federachse A25 im eingebauten Zustand der Biegefeder 25 mit der ersten und zweiten Schwenkachse A4, A6 zusammenfällt. Grundsätzlich können die Achsen A4, A6, A25 auch auseinanderliegen. Insbesondere verlaufen die Achsen A4, A6, A25 stets parallel zueinander.
In den 7A, 7B ist die erfindungsgemäße Biegefeder 25 als Einzelbauteil dargestellt. Die Biegefeder 25 kann in der Riemenspannvorrichtung 2 gemäß den 1 bis 6 eingesetzt sein. Die erfindungsgemäße Biegefeder 25 ist aus faserverstärktem Kunststoffmaterial hergestellt. Die Verstärkungsfasern des faserverstärkten Kunststoffes können je nach Anforderung beispielsweise Glasfasern und/oder Carbonfasern und/oder Aramidfasern sein, sodass die Biegefeder 25 aus glasfaserverstärktem Kunststoffmaterial (GFK) und/oder kohlefaserverstärktem Kunststoffmaterial (CFK) und/oder aramidfaserverstärktem Kunststoffmaterial hergestellt sein kann. Als Kunststoffmatrix, in der die Verstärkungsfasern eingebettet sind, kann beispielsweise ein Harz, insbesondere Epoxidharz, Polyesterharz, Vinylesterharz oder dergleichen verwendet werden.
In den 7A, 7B ist erkennbar, dass die Biegefeder 25 über die Umfangserstreckung um die Federachse A25 einen konstanten Querschnitt aufweist. In 7A ist die Biegefeder 25 in Axialansicht und in 7B in perspektivischer Seitenansicht dargestellt. Der entlang der Umfangserstreckung gleichbleibende Querschnitt der Biegefeder 25 ist hier rechteckig gestaltet. Grundsätzlich kann der Querschnitt aber auch quadratisch, flach, wie eine Bandfeder oder dergleichen gestaltet sein.
Die Biegefeder 25 ist mit einem ersten Stützabschnitt 26 an dem ersten Spannarm 4 und mit einem zweiten Stützabschnitt 27 an dem zweiten Spannarm 6 in Umfangsrichtung um die Federachse A25 abgestützt. Die Stützabschnitte 26, 27 bilden die Enden der Biegefeder 25 und können daher auch als Endabschnitte bezeichnet werden. Die Stützabschnitte 26, 27 sind bogenförmig gestaltet und greifen in entsprechende Umfangsnuten eines jeweils mit dem zugehörigen Spannarm 4, 6 verbundenen Stützelements 31, 32 ein. Die Stützelemente 31, 32 sind Verschleißschutzmittel, die einen Verschleiß der radial inneren Oberflächen der Stützabschnitte 26, 27 durch die an den Spannarmen 4, 6 drehbar gehaltenen Spannrollen 5, 7 verhindern. Die Stützelemente 31, 32 sind in Form von Kunststoffhalbschalen gestaltet und jeweils von unten auf das zugehörige Trägerelement 17 des Spannarms 4, 6 aufgesteckt. Durch den formschlüssigen Eingriff der Endabschnitte 26, 27 in den zugehörigen Stützelementen 31, 32 wird die Biegefeder 25 in axialer Richtung und in Umfangsrichtung fixiert. Zwischen den beiden Stützabschnitten 26, 27 erstreckt sich der freie Federabschnitt 28 der Biegefeder 25, in dem beim Aufweiten der Biegefeder 25 potentielle Energie gespeichert wird. Die Biegefeder 25 ist in Bezug auf eine sich zwischen den beiden Endabschnitte erstreckende Mittelebene spiegelsymmetrisch gestaltet.
Dabei ist ein mittlerer Radius R28 des Federabschnitts 28 der Biegefeder 25 größer als ein größter Radius der Lager 22, 23, 24 für die Spannarme 4, 6 beziehungsweise größer als ein größter Radius R19, R20 der ringförmigen Lagerabschnitte 19, 20 der beiden Spannarme 4, 6. Es ist insbesondere in 6 erkennbar, dass die axiale Gesamtlänge L25 der Biegefeder 25 größer ist als die axiale Länge L26, L27 der Biegefeder im Bereich der Spannrollen 4, 6, beziehungsweise im Bereich der Stützabschnitte 26, 27. Dies wird bei der vorliegenden Ausführungsform dadurch erreicht, dass ein den Spannrollen 5, 7 gegenüberliegender Teilbereich des Federabschnitts 28 gegenüber dem ersten und zweiten Stützabschnitt 26, 27 axial in Richtung vom Befestigungsabschnitt 9 des Grundkörpers 3 weg versetzt ist. Hierfür hat der Federabschnitt 28 zwischen den beiden Stützabschnitten 26, 27 in Bezug auf die Schwenkachsen A4, A6 eine axiale Steigungskomponente, was insbesondere in 2 erkennbar ist. Auf diese Weise wird erreicht, dass der Federabschnitt 28 gegenüber benachbarten Bauteilen einen größeren axialen Abstand aufweist und gegenüber diesen auch bei auftretenden Vibrationen berührungslos ist.
Die Biegefeder 25 steht im Einbauzustand unter starker Druckvorspannung in Umfangsrichtung, das heißt die Biegefeder 25 ist gegenüber ihrem entspannten Zustand aufgeweitet, sodass die Biegefeder 25 die beiden Spannarme 4, 6 in Richtung aufeinander zu beaufschlagt. Um die Biegefeder 25 zu montieren, werden zum (vorübergehenden) Fixieren der vorgespannten Stellung die Spannarme 4, 6 entgegen der Vorspannkraft der Biegefeder 25 voneinander weg bewegt und ein Sicherungsstift in eine erste Bohrung 33 im ersten Spannarm 4 und eine zweite Bohrung 34 im zweiten Spannarm 6 eingesteckt. Nach dem Montieren der Riemenspannvorrichtung 2 an dem Aggregat 35 und Auflegen des Riemens 39 wird der Sicherungsstift gezogen, sodass die Spannarme 4, 6 von der Biegefeder 25 in Umfangsrichtung aufeinander zu beaufschlagt werden und die Spannrollen 5, 7 den Riemen 39 vorspannen.
Die 5 und 6 zeigen die erfindungsgemäße Riemenspannvorrichtung 2 gemäß den 1 bis 4 in montiertem Zustand an einem Aggregat 35. Dabei bilden die Riemenspannvorrichtung 2 und das Aggregat 35 gemeinsam eine Aggregatanordnung. Das Aggregat 35 ist vorliegend in Form eines Generators (Lichtmaschine) gestaltet. Es ist ein Gehäuse 37 des Generators erkennbar, das über Befestigungsmittel an einem Motorblock angeschlossen werden kann. Es versteht sich jedoch, dass das Aggregat auch eine andere Arbeitsmaschine sein kann, die Teil des Riementriebes ist, beispielsweise ein Nebenaggregat, wie eine Pumpe.
Die Riemenspannvorrichtung 2 ist stirnseitig an dem Generator 35 angebracht. Dies erfolgt mittels der umfangsverteilten Anschlussflansche 10, in welche Schrauben 38 eingesteckt und mit dem Gehäuse 37 des Generators 35 verschraubt werden können. Es sind ferner der endlose Riemen 39 und die Riemenscheibe 40 erkennbar, die mittels einer Schraubverbindung auf der Antriebswelle des Generators 35 drehfest verbunden werden kann.
Der Grundkörper 3 beziehungsweise die Riemenspannvorrichtung 2 ist derart gestaltet, dass – in montiertem Zustand der Riemenspannvorrichtung 2 an das Aggregat 35 – die Schwenkachsen A4, A6 der Spannarme 4, 6 innerhalb des Außendurchmessers der Antriebswelle, vorzugsweise im Wesentlichen koaxial zur Antriebsdrehachse, angeordnet ist.
In 8A, 8B ist eine alternative Biegefeder 25 gezeigt, die anstatt der in den 7A, 7B dargestellten Biegefeder 25 in der Riemenspannvorrichtung 2 gemäß 1 bis 6 eingesetzt werden kann. Die Biegefeder 25 gemäß 8 unterscheidet sich von der Biegefeder 25 gemäß den 7A, 7B nur durch einen sich ändernden Querschnittsverlauf in Umfangserstreckung um die Federachse A25. Das heißt die Federdicke ist über die Federlänge, respektive die Umfangserstreckung um die Federachse A25 und/oder über den Querschnitt der Biegefeder 25 variabel gestaltet.
Konkret ist eine Querschnittsfläche F28 im Federabschnitt 28 gegenüber der Querschnittsfläche in den beiden Stützabschnitten 26, 27 erhöht. Dadurch ist der Federabschnitt 28 besonders stabil ausgelegt, hier ein mittlerer Teilbereich des Federabschnitts 28, der sich in Umfangsrichtung über einen Winkel von etwa 50° um die Federachse A25 erstreckt. Um die Querschnittsfläche F28 im mittleren Teilbereich des Federabschnitts 28 gegenüber dem restlichen Teilbereich der Biegefeder 25 zu erhöhen, sind im mittleren Teilbereich des Federabschnitts 28 im Vergleich zu den weiteren Abschnitten der Biegefeder eine erhöhte Anzahl an Lagen von Verstärkungsfasern, respektive Prepregs zur lokalen Aufdickung aufgetragen. In 8A ist erkennbar, dass der mittlere Teilbereich des Federabschnitts 28 eine größere radiale Länge D28 als die übrigen Abschnitte der Biegefeder 25 aufweist. Die beiden Stützabschnitte 26, 27 weisen die kleinsten radialen Längen D26, D27 auf.
In der 9A, 9B ist eine weitere alternative Biegefeder 25 gezeigt, die – wie die in der 8 gezeigte Biegefeder 25 – im Federabschnitt 28 radial aufgedickt ist. Durch die radiale Aufdickung sind die außenliegenden Zugfasern der Verstärkungsfasern weiter von der Federachse A25 beabstandet, als beispielsweise die Zugfasern der in den 7A, 7B gezeigten Biegefeder 25. Auf diese Weise kann das Trägheitsmoment der Biegefeder 25 erhöht werden. Um das Gewicht der aufgedickten Biegefeder 25 zu verringern, kann die Biegefeder 25 im Federabschnitt 28 durch Aussparungen in Form von bananenförmigen Durchtrittsöffnungen 49 lokal gezielt geschwächt werden. Die Durchtrittsöffnungen 49 erstrecken sich als seitlich offene Schlitze parallel zur Federachse A25 durch den Federabschnitt 28 der Biegefeder 25. Hier sind die Aussparungen 49 als zwei in Umfangsrichtung um die Federachse A25 beabstandete Durchtrittsöffnungen ausgebildet. Grundsätzlich kann auch eine zusammenhängende Durchtrittsöffnung, mehrere Bohrungen, oder dergleichen vorgesehen sein.
In 10A, 10B ist eine weitere alternative Biegefeder 25 gezeigt, die anstatt der in 8 dargestellten Biegefeder 25 in der Riemenspannvorrichtung 2 gemäß Figuren 1 bis 6 eingesetzt werden kann. Die Biegefeder 25 gemäß 10 unterscheidet sich von der Biegefeder 25 gemäß 8 lediglich dadurch, dass der mittlere Teilbereich des Federabschnitts 28 nicht radial, sondern axial aufgedickt ist. Dadurch ist der Federabschnitt 28 besonders stabil ausgelegt, hier ein mittlerer Teilbereich des Federabschnitts 28, der sich in Umfangsrichtung über einen Winkel von etwa 60 bis 70° um die Federachse A25 erstreckt. Um die Querschnittsfläche F28 im mittleren Teilbereich des Federabschnitts 28 gegenüber dem restlichen Teilbereich der Biegefeder 25 zu erhöhen, sind im mittleren Teilbereich des Federabschnitts 28 im Vergleich zu den weiteren Abschnitten der Biegefeder 25 eine erhöhte Anzahl an Lagen von Verstärkungsfasern, respektive Prepregs zur lokalen Aufdickung aufgetragen. In 9B ist erkennbar, dass der mittlere Teilbereich des Federabschnitts 28 eine größere axiale Länge L28 als die übrigen Abschnitte aufweist. Konkret weist die Mitte des Federabschnitts 28 die maximale axiale Länge auf. Dagegen weisen die beiden Stützabschnitte 26, 27 die kleinste axiale Länge L26, L27 auf.
In 11A, 11B ist noch eine weitere alternative Biegefeder 25 gezeigt, die anstatt der in 8 dargestellten Biegefeder 25 in der Riemenspannvorrichtung 2 gemäß 1 bis 6 eingesetzt werden kann. Die Biegefeder 25 gemäß 11 unterscheidet sich von der Biegefeder 25 gemäß 8 dadurch, dass zur Querschnittsvariierung die Biegefeder 25 einen hohlen Kern in Form eines Luftbalges 46 aufweist.
Der Luftbalg 46 ist zwischen in einer Kunststoffmatrix eingebetteten Verstärkungsfasern eingelegt und liegt in der neutralen Faser der Biegefeder 25. Somit ist der hohle Kern 51 keiner Zug- oder Druckspannung ausgesetzt. Radial weiter außenliegende Verstärkungsfasern der Biegefeder 25 bilden die Druckfasern und radial weiter innenliegende Verstärkungsfaser der Biegefeder 25 die Zugfasern. Der Luftbalg 46 verbleibt in der Biegefeder 25 als eine Art verlorener Kern. Durch diese Ausgestaltung ändert sich zwar die von einer Einhüllenden umschlossenen Fläche F28, jedoch bleibt die effektive Querschnittsfläche der Verstärkungsfasern über die Umfangserstreckung der Biegefeder 25 um die Federachse A25 konstant, da sich die Anzahl der Verstärkungsfasern über die Umfangserstreckung der Biegefeder 25 nicht ändert.
In 12A, 12B ist eine noch weitere alternative Biegefeder 25 gezeigt, die – wie die in 11 dargestellte Biegefeder 25 – einen sich ändernden Querschnittsverlauf in Umfangserstreckung um die Federachse A25 aufweist. Im Unterschied zur Biegefeder gemäß 11 weist die Biegefeder 25 gemäß 12 keinen hohlen Kern, sondern einen Kern 47 aus einem vorgebogenen leichten Kunststoff-Vollprofil auf. Der Kunststoffkern 47 ist zwischen in einer Kunststoffmatrix eingebetteten Verstärkungsfasern eingelegt und liegt in der neutralen Faser der Biegefeder 25. Somit ist der Kunststoffkern 47 keiner Zug- oder Druckspannung ausgesetzt. Radial weiter außenliegende Verstärkungsfasern der Biegefeder 25 bilden die Druckfasern und radial weiter innenliegende Verstärkungsfaser der Biegefeder 25 die Zugfasern. Der Kunststoffkern 47 verbleibt in der Biegefeder 25 als eine Art verlorener Kern.
Sowohl für die alternative Biegefeder 25 gemäß 11 als auch für die weitere alternative Biegefeder 25 gemäß 12 gilt gleichermaßen, dass der Kern 46, 47 im Federabschnitt 28 angeordnet sein kann. Der Kern 46, 47 kann sich über einen mittleren Teilbereich des Federabschnitts 28 erstrecken, insbesondere über einen Winkel von 20 bis 180°, insbesondere zwischen 30 und 50° um die Federachse A25. Grundsätzlich können auch andere Bereiche der Biegefeder 25 zur Querschnittsveränderung, damit einhergehend zur Veränderung des Trägheitsmomentes, mittels eines weiteren oder eines längeren Kerns 46, 47 aufgeweitet werden.
13 zeigt eine erfindungsgemäße Riemenspannvorrichtung 2 in einer weiteren Ausführungsform. Die vorliegende Riemenspannvorrichtung 2 entspricht weitestgehend der Ausführungsform gemäß den 1 bis 7B, sodass hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird. Dabei sind gleiche beziehungsweise abgewandelte Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen, wie in den 1 bis 7B.
Der Unterscheid der Ausführungsform gemäß 13 liegt in der Ausgestaltung der Federanordnung 8. Die Federanordnung umfasst vorliegend eine im Querschnitt ebenfalls rechteckige Biegefeder 25, wobei die Stütz- beziehungsweise Endabschnitte 26, 27 der Biegefeder 25, welche an den Spannarmen 4, 6 abgestützt sind, eine geringere axiale Länge L26, L27 als die axiale Gesamtlänge L25 der Biegefeder 25 und als die axiale Länge L28 des Federabschnitts 28 aufweisen, wodurch Ausnehmungen 44 gebildet werden. Diese Ausnehmungen 44 bieten Raum für die Spannrollen 5, 7, sodass der axiale Aufbau insgesamt gering ist. Der Federabschnitt 28 hat ausgehend von den Endabschnitten 26, 27 in Umfangsrichtung einen Steigungsabschnitt 45 mit axialer Steigungskomponente, sodass ein mittlerer Teilabschnitt des Federabschnitts 28 einen maximalen axialen Abstand von dem Befestigungsteil 9 hat. Beispielsweise kann die axiale Länge L26, L27 der Stützabschnitte 26, 27 zwischen 1 bis 5 mm, insbesondere zwischen 2 und 3 mm, und die axiale Länge L28 im Federabschnitt 28 zwischen 5 und 10 mm, insbesondere 8 mm, betragen. Im Übrigen entspricht die vorliegende Ausführungsform der oben beschriebenen Ausführung, auf deren Beschreibung hinsichtlich weiterer Einzelheiten insofern Bezug genommen wird.
Für alle vorstehend beschriebenen Ausführungsformen besteht ein Vorteil darin, dass die Riemenspannvorrichtung 2 aufgrund der Ausgestaltung der Biegefeder 25 mit verkürzter axialer Länge im Bereich der Spannrollen 5, 7 einen besonders flachen Aufbau in axialer Richtung hat. Die Federanordnung 8 weist in den Umfangsabschnitten, in denen die Spannrollen 5, 7 angeordnet sind, eine minimale axiale Bauhöhe auf. Dies trägt dazu bei, dass die Riemenspannanordnung 2 insgesamt in axiale Richtung besonders kompakt baut.
Zur Herstellung der aus faserverstärktem Kunststoffmaterial hergestellten Biegefedern 25 gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen werden Prepregs aus in einer Kunststoffmatrix getränkten Verstärkungsfasern oder Rovings zusammen mit einer Kunststoffmatrix in eine Negativform der Biegefeder 25 gelegt. Hierfür können die Prepregs oder Rovings zuvor in einer Legeform lagenweise übereinander gelegt werden. Die Verstärkungsfasern können aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) und/oder aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK) und/oder aus aramidfaserverstärktem Kunststoff bestehen.
Anschließend können die gelegten Prepregs oder Rovings in die Negativform umgelegt werden, wobei die Negativform zum Beispiel einen eckigen oder ovalen Innenquerschnitt aufweisen kann. In der Negativform werden die gelegten Prepregs oder Rovings zusammen mit der Kunststoffmatrix unter Druck auf eine erhöhte Temperatur gebracht, bei der die Kunststoffmatrix irreversibel erhärtet. Hierzu werden die Prepregs oder Rovings mit einem Pressdruck zwischen 15 und 30 Kilonewton unter Druck gesetzt, wobei der Pressdruck zum Erhärten der Kunststoffmatrix für 10 bis 30 Minuten aufrechterhalten wird. Die Verstärkungsfasern in der Kunststoffmatrix führen dabei zur erhöhten Festigkeit der fertigen Biegefeder 25.
Als Kunststoffmatrix kann insbesondere eine duroplastische Matrix verwendet werden. Faserverstärkte Kunststoffe mit duroplastischer Matrix lassen sich nach dem Aushärten beziehungsweise dem Vernetzen der Matrix nicht mehr umformen. Als Matrix kommen vor allem Harze, insbesondere Epoxidharz, Polyesterharz, Vinylesterharz oder dergleichen, zur Anwendung. Die hier verwendete Kunststoffmatrix erhärtet in der Regel bei Temperaturen von 100 bis 180° Celsius, insbesondere zwischen 120 und 160° Celsius, insbesondere bei 140, 160 oder 180° Celsius irreversibel und gibt der fertigen Biegefedern 25 ihre bleibende Form.
Anschließend kann die Biegefeder 25 in einem Ofen vollständig aushärten. Die Biegefeder 25 kann zum Beispiel bei einer Ofentemperatur von etwa 120° Celsius für circa 4 Stunden im Ofen aushärten. Andere Ofentemperaturen und Verweildauern sind möglich, da die Ofentemperatur und die Verweildauer im Ofen je nach Dicke der Biegefeder 25 variieren können.
Statt der Verwendung von mit Harz vorgetränkten Prepregs kann das Harz beziehungsweise eine andere Kunststoffmatrix nach dem Legen der Verstärkungsfasern volumenstrom- oder druckkonstant in die geschlossene Negativform injiziert werden. Bei der Injektion durchströmt das Harz die Faserlagen und kann nach der Durchtränkung an den Entlüftungen (sogenannten Steigern) austreten.
Weiterhin alternativ kann die Biegefeder auch mit vorgefertigten harzimprägnierten Verstärkungsfasern (Prepregs) hergestellt werden, die um einen drehend angetriebenen Kern gewickelt werden. Danach können die Prepregs abgeschnitten und in einer Presse mit einem Werkzeug, welches eine Negativform der Biegefeder aufweist, unter Druck und Temperatur fertiggestellt werden.
Abschließend können stets eventuell vorhandene Grate und Harzreste entfernt werden.
Um den Querschnitt beziehungsweise das Widerstandsmoment der Biegefeder 25 zu variieren, wie in den Ausführungen gemäß den 8 bis 10, kann die Biegefeder 25 lokal zusätzlich aufgebrachte Lagen von Verstärkungsfasern, insbesondere Prepregs aufweisen. Um den Querschnitt beziehungsweise das Widerstandsmoment der Biegefeder 25 gemäß den in den 11 und 12 gezeigten Ausführungsformen zu variieren, kann die Biegefeder 25 innen hohl oder mit einem Kunststoffkern gefüllt ausgebildet sein. Hierzu kann zwischen die Prepregs oder Rovings der Kern 46, 47 gelegt werden, der als Luftbalg 46 oder vorgeformter Kunststoffkern 47 gestaltet sein kann. Die Prepregs oder Rovings werden um den Kern 46, 47 gelegt, sodass der Kern 46, 47 in der neutralen Faser der Biegefeder 25 angeordnet ist. Der Kern 46, 47 kann in der Biegefeder 25 als eine Art verlorener Kern verbleiben.
Um die radial inneren faserverstärkten Kunststoff-Oberflächen der Stützabschnitte 26, 27 vor einer Abnutzung durch die Spannrollen 5, 7, die an den von den Stützabschnitten 26, 27 abgestützten Spannarmen 4, 6 drehbar gehalten sind, zu schützen, können Verschleißschutzmittel aufgebracht werden. Hierzu können die Stützabschnitte 26, 27 gemäß der Ausführung der 1 bis 7B mit den aufgesteckten Stützelementen 31, 32 versehen werden. Alternativ können die Stützelemente 31, 32 bei Herstellung der Biegefeder 25 mit in die Kunststoffmatrix des faserverstärkten Kunststoffes eingebunden werden, um eine feste und dauerhafte Verbindung mit der Biegefeder 25 bereitzustellen. Weiterhin können die Verschleißschutzmittel – beispielhaft anhand 11 gezeigt – eine Beschichtung 48, die an den radial inneren Oberflächen der Stützabschnitte 26, 27 aufgebracht oder aufgetragen ist, oder – beispielhaft anhand 12 gezeigt – eine Schutzschicht 48, die im faserverstärkten Kunststoff einlaminiert ist, aufweisen.
Bezugszeichenliste

2: Riemenspannvorrichtung
3: Grundkörper
4: erster Spannarm
5: erste Spannrolle
6: zweiter Spannarm
7: zweite Spannrolle
8: Federanordnung
9: Befestigungsabschnitt
10: Flanschvorsprung
11: Flanschabschnitt
12: Trägerabschnitt
13: Trägerabschnitt
14: Schraube
15: Hülsenabschnitt
16: Scheibe
17: Zwischenelement
18: Lager
19: Lagerabschnitt
20: Lagerabschnitt
21: Ringscheibe
22: Lager
23: Lager
24: Lager
25: Biegefeder
26: Stützabschnitt
27: Stützabschnitt
28: Federabschnitt
29: Gewindehülse
30: Hülsenansatz
31: Stützelement
32: Stützelement
33: Bohrung
34: Bohrung
35: Aggregat
36: Öffnung
37: Gehäuse
38: Schraube
39: Riemen
40: Riemenscheibe
41: Ringdichtung
42: Ringdichtung
43: Ringdichtung
44: Ausnehmung
45: Steigungsabschnitt
46: Luftbalg
47: Kunststoffkern
48: Schutzschicht
49: Aussparung
α: Winkel
A: Achse
D: Länge
E: Ebene
F: Fläche
L: Länge
R: Radius

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2128489 A2 [0004]

Claims

Biegefeder (25) für eine Riemenspannvorrichtung (2) mit zwei Spannarmen (4, 6), wobei die Biegefeder (25) einen ersten Stützabschnitt (26) zur Abstützung des ersten Spannarmes (4) und einen zweiten Stützabschnitt (27) zur Abstützung des zweiten Spannarmes (6) sowie einen sich zwischen den beiden Stützabschnitten (26, 27) erstreckenden gebogenen Federabschnitt (28) aufweist, wobei sich die Biegefeder (25) über einen Winkel (α) von weniger als 360° um eine Federachse (A25) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegefeder (25) aus faserverstärktem Kunststoffmaterial hergestellt ist.
Biegefeder (25) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Federabschnitt (28) wenigstens eine Ausnehmung (49) ausgebildet ist.
Biegefeder (25) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Widerstandsmoment im Federabschnitt (28) gegenüber einem Widerstandsmoment in den beiden Stützabschnitten (26, 27) erhöht ist.
Biegefeder (25) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilbereich des Federabschnitts (28) hohl ausgebildet ist.
Biegefeder (25) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Teilbereich des Federabschnitts (28) ein vorgeformter Kunststoffkern (47), insbesondere ein Vollkörper angeordnet ist.
Biegefeder (25) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale Länge (L26, L27) des ersten und des zweiten Stützabschnitts (26, 27) kürzer ist als die axiale Gesamtlänge (L25) der Biegefeder (25).
Biegefeder (25) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an radial inneren Oberflächen der Stützabschnitte (26, 27) Verschleißschutzmittel (31, 32; 48) angeordnet sind.
Biegefeder (25) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegefeder (25) Verstärkungsfasern aufweist, wobei die effektive Querschnittsfläche der Verstärkungsfasern über die Umfangserstreckung der Biegefeder (25) um die Federachse (A25) konstant ist.
Biegefeder (25) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsfasern als Endlosfaserstränge gestaltet sind, die sich jeweils über die gesamte Umfangserstreckung der Biegefeder (25) um die Federachse (A25) erstrecken.
Riemenspannvorrichtung (2) für einen Riementrieb umfassend: einen Grundkörper (3), der einen Befestigungsabschnitt (9) zum Befestigen an einem Aggregat (35) aufweist, sowie eine Öffnung (36) für eine Antriebswelle des Aggregats (35); einen ersten Spannarm (4), der mittels eines ersten Lagers (22) an dem Grundkörper (3) schwenkbar gelagert ist und eine erste Spannrolle (5) aufweist, die um eine erste Drehachse (A5) drehbar ist; einen zweiten Spannarm (6), der mittels eines zweiten Lagers (24) an dem Grundkörper (3) schwenkbar gelagert ist und eine zweite Spannrolle (7) aufweist, die um eine zweite Drehachse (A7) drehbar ist; eine Federanordnung (8), welche derart zwischen dem ersten Spannarm (4) und dem zweiten Spannarm (6) angeordnet ist, dass der erste Spannarm (4) und der zweite Spannarm (6) mittels der Federanordnung (8) in Umfangsrichtung um eine Federachse (A25) gegeneinander vorgespannt sind, wobei die Federanordnung (8) zumindest eine Biegefeder (25) aus faserverstärktem Kunststoffmaterial nach einem der vorherigen Ansprüche aufweist.
Riemenspannvorrichtung (2) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Querschnittsfläche (F) der Biegefeder (25) entlang der Umfangserstreckung um die Schwenkachse (A25) konstant ist, wobei zumindest ein mittlerer Teilbereich des Federabschnitts (28) relativ zum ersten und zweiten Stützabschnitt (26, 27) in Richtung einer von der ersten und zweiten Spannrolle (5, 7) aufgespannten Mittelebene (E5) axial versetzt ist.
Riemenspannvorrichtung (2) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Federanordnung (8) die eine Biegefeder (25) oder zwei der Biegefedern (25) umfasst.
Verfahren zur Herstellung einer Biegefeder (25) aus faserverstärktem Kunststoffmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: – Legen von Prepregs oder Rovings in eine Negativform der Biegefeder (25); – Pressen der gelegten Prepregs oder Rovings mit einem Pressdruck zwischen 15 und 30 Kilonewton; – Aufrechterhalten des Pressdruckes für 10 bis 30 Minuten; – Aushärten der gepressten Prepregs oder Rovings, insbesondere in einem Ofen bei einer Ofentemperatur von 100 bis 140 Grad Celsius.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Legens zumindest den folgenden Teilschritt aufweist: – Legen mehrerer Prepregs oder Rovings um einen Kern, der als Luftbalg (46) oder vorgeformter Kunststoffkern (47) gestaltet ist und sich zwischen den Prepregs oder Rovings entlang eines Teilbereichs des Federabschnitts (28) erstreckt.