DE102016215938A1

DE102016215938A1 - Method for producing a leaf spring, and leaf spring and chassis for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102016215938A1
Application number: DE102016215938.0A
Authority: DE
Inventors: Stefan Krahn; Thomas Rupflin; Mathias Schramm; Ignacio Lobo Casanova
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-08-25
Filing date: 2016-08-25
Publication date: 2018-03-01
Anticipated expiration: 2036-08-26
Also published as: EP3504458A1; CN109642630A; WO2018036733A1; JP2019528408A; KR20190039298A; DE102016215938B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Blattfeder (1) aus einem Faserverbundwerkstoff, wobei die Blattfeder (1) aus mehreren Faserlagen mit mindestens einer in Längsrichtung zwischen Enden (4, 5) liegenden Aufdickung (2, 3) gefertigt wird. Um nun den Herstellungsaufwand zu reduzieren, wird die mindestens eine Aufdickung (2, 3) jeweils durch zumindest einen Einleger (8) definiert, welcher als Einheit vorgefertigt und anschließend in dem Bereich der jeweils zu definierenden Aufdickung (2, 3) zwischen einer oberen Decklage (6) und einer unteren Decklage (7) angeordnet wird.The invention relates to a method for producing a leaf spring (1) from a fiber composite material, wherein the leaf spring (1) of several fiber layers with at least one in the longitudinal direction between the ends (4, 5) lying thickening (2, 3) is made. In order to reduce the production costs, the at least one thickening (2, 3) is defined by at least one insert (8), which is prefabricated as a unit and subsequently in the region of the respectively defined thickening (2, 3) between an upper cover layer (6) and a lower cover layer (7) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Blattfeder aus einem Faserverbundwerkstoff, wobei die Blattfeder aus mehreren Faserlagen mit mindestens einer in Längsrichtung zwischen Enden liegenden Aufdickung gefertigt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Blattfeder und ein Fahrwerk für ein Kraftfahrzeug. The invention relates to a method for producing a leaf spring made of a fiber composite material, wherein the leaf spring is made of several fiber layers with at least one lying in the longitudinal direction between the ends thickening. Furthermore, the invention relates to a leaf spring and a chassis for a motor vehicle.

In Fahrwerken von Kraftfahrzeugen können als Tragfedern Blattfedern zur Anwendung kommen, die den Aufbau des Fahrzeuges federnd gegenüber den an den Radträgern vorgesehenen Rädern abstützen. Ein wesentlicher Vorteil einer Blattfeder besteht dabei darin, dass diese im Vergleich zu anderen Federbauarten gleichzeitig auch als Konstruktionselement zur Verbindung von Aufbau und Achse fungieren und Radführungsfunktionen übernehmen kann. Werden dann noch mehrere Blattfedern verwendet, so kann aufgrund der Reibkräfte zwischen den einzelnen Federblättern noch eine gewisse Dämpfung erzielt werden, so dass die Blattfedern die Arbeit eines Schwingungsdämpfers unterstützen können. In chassis of motor vehicles leaf springs can be used as suspension springs, which support the construction of the vehicle resiliently with respect to the wheels provided on the wheel carriers. A significant advantage of a leaf spring is that it also act as a construction element for connecting structure and axle and can take over Radführungsfunktionen compared to other types of spring simultaneously. If a plurality of leaf springs are then used, a certain degree of damping can still be achieved due to the frictional forces between the individual spring leaves, so that the leaf springs can support the work of a vibration damper.

Vermehrt werden Blattfedern inzwischen aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt, wodurch sich die vorstehend genannten Vorteile bei gleichzeitig geringem Gewicht verwirklichen lassen. Üblicherweise wird die Blattfeder dazu aus mehreren Faserlagen zusammengesetzt, welche je nach gewünschter Gestaltung der Blattfeder zueinander positioniert, kompaktiert und anschließend über eine Kunststoffmatrix stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Je nach Geometrie und Materialwahl der hierdurch letztendlich gebildeten Blattfeder lassen sich dabei unterschiedliche Eigenschaften der Blattfeder realisieren. Leaf springs are now increasingly made of a fiber composite material, which can realize the advantages mentioned above with low weight. Usually, the leaf spring is composed of several fiber layers, which are positioned according to the desired design of the leaf spring to each other, compacted and then bonded together by a plastic matrix materially. Depending on the geometry and choice of material of this ultimately formed leaf spring can thereby realize different properties of the leaf spring.

Aus der DE 10 2010 050 065 B4 geht ein Verfahren zur Herstellung einer Blattfeder aus einem Faserverbundwerkstoff hervor, wobei die Blattfeder aus mehreren Faserlagen gefertigt wird. Dabei wird zwischen Enden der Blattfeder eine Aufdickung mit einer, im Vergleich zum übrigen Teil der Blattfeder größeren Dicke ausgestaltet, wobei diese Aufdickung hergestellt wird, indem sich Faserlagen mit unterschiedlichen Längen jeweils alternierend von den Enden her in den gewünschten Bereich erstrecken und hier überlappen. Diese gezielte Überlappung der Faserlagen in dem gewünschten Bereich hat dann dort die Aufdickung zur Folge. From the DE 10 2010 050 065 B4 is a method for producing a leaf spring made of a fiber composite material, wherein the leaf spring is made of several fiber layers. In this case, between the ends of the leaf spring, a thickening is designed with a greater thickness compared to the remaining part of the leaf spring, this thickening being produced by fiber layers of different lengths each extending alternately from the ends into the desired region and overlapping here. This targeted overlap of the fiber layers in the desired area then causes the thickening there.

Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Blattfeder aus einem Faserverbundwerkstoff zu schaffen, wobei dabei eine Herstellung mindestens einer Aufdickung mit niedrigem Herstellungsaufwand möglich sein soll. Starting from the above-described prior art, it is now the object of the present invention to provide a method for producing a leaf spring made of a fiber composite material, wherein it should be possible to produce at least one thickening with low production costs.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Eine erfindungsgemäße Blattfeder ist zudem Gegenstand von Anspruch 9, während ein eine Blattfeder aufweisendes Fahrwerk in Anspruch 10 beansprucht ist. This object is achieved on the basis of the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. The following dependent claims give each advantageous embodiments of the invention. A leaf spring according to the invention is also the subject of claim 9, while a leaf spring having a landing gear claimed in claim 10.

Gemäß der Erfindung wird bei einem Verfahren zur Herstellung einer Blattfeder aus einem Faserverbundwerkstoff die Blattfeder aus mehreren Faserlagen mit mindestens einer in Längsrichtung zwischen Enden liegenden Aufdickung gefertigt. Erfindungsgemäß wird die Blattfeder also aus mehreren einzelnen Faserlagen hergestellt, die in Kombination mit einem Kunststoff einen Faser-Kunststoff-Verbund ausbilden. Im Sinne der Erfindung handelt es sich bei den Fasern dabei um Verstärkungsfasern, insbesondere in Form von Glasfasern, die von einer Kunststoffmatrix umgeben sind. Die Kunststoffmatrix wird dabei bevorzugt durch einen duroplastischen Kunststoff gebildet, welcher in Form von Epoxidharz vorliegen kann. According to the invention, in a method for producing a leaf spring made of a fiber composite material, the leaf spring is manufactured from a plurality of fiber layers with at least one longitudinal thickening between the ends. According to the invention, the leaf spring is thus made of a plurality of individual fiber layers, which form a fiber-plastic composite in combination with a plastic. For the purposes of the invention, the fibers are reinforcing fibers, in particular in the form of glass fibers, which are surrounded by a plastic matrix. The plastic matrix is preferably formed by a thermosetting plastic, which may be in the form of epoxy resin.

Bei der zu fertigenden Blattfeder wird dabei im Zuge der Fertigung zwischen den Enden mindestens eine Aufdickung ausgebildet. Hierbei ist unter einer „Aufdickung“ ein Abschnitt der Blattfeder zu verstehen, welcher im Vergleich zu sonstigen Abschnitten der Blattfeder mit einer deutlich größeren Dicke, d.h. einer größeren Erstreckung in Einfederrichtung, ausgeführt ist. Entlang der Längserstreckung der Blattfeder können dabei ein oder auch mehrere derartig aufgedickte Bereiche vorgesehen sein, welche hinsichtlich ihrer Dicke einander entsprechend oder abweichend gestaltet sein können. In the case of the leaf spring to be produced, at least one thickening is formed in the course of production between the ends. Here, a "thickening" is to be understood as meaning a section of the leaf spring which, in comparison to other sections of the leaf spring, has a significantly greater thickness, i. a greater extent in the direction of compression, is executed. Along the longitudinal extent of the leaf spring one or more such thickened areas may be provided, which may be designed according to their thickness in accordance with or deviating.

Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass die mindestens eine Aufdickung jeweils durch zumindest einen Einleger definiert wird, welcher als Einheit vorgefertigt und anschließend in dem Bereich der jeweils zu definierenden Aufdickung zwischen einer oberen Decklage und einer unteren Decklage angeordnet wird. Mit anderen Worten wird also bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mindestens ein Einleger bereits im Vorfeld gefertigt, wobei dieser vorgefertigte Einleger im weiteren Fertigungsprozess der eigentlichen Blattfeder dann zwischen einer unteren und einer oberen Decklage in dem aufzudickenden Bereich platziert wird und nach Verbindung mit den Decklagen dort die gewünschte Aufdickung definiert. The invention now includes the technical teaching that the at least one thickening is defined in each case by at least one insert, which is prefabricated as a unit and subsequently arranged in the region of the respectively defined thickening between an upper cover layer and a lower cover layer. In other words, in the method according to the invention, at least one insert is already manufactured in advance, wherein this prefabricated insert is then placed between a lower and an upper cover layer in the area to be thickened in the further production process of the actual leaf spring and, after connection with the cover layers there, the desired one Thickening defined.

Eine derartige Gestaltung eines Verfahrens hat dabei den Vorteil, dass durch die vorgelagerte Fertigung des zumindest einen Einlegers der Herstellungsaufwand reduziert werden kann. Denn die eigentliche Blattfeder wird somit auf mehrere Komponenten aufgeteilt, welche erst zum Ende des Fertigungsprozesses zusammengeführt werden. Hierdurch kann bei dem Einleger eine Positionierung und Verbindung der einzelnen Faserlagen einfacher gestaltet werden, als dies der Fall wäre, wenn Faserlage für Faserlage in einem Ablauf zur letztendlichen Blattfeder aufeinander gelegt werden würde. Als weiterer Vorteil kann eine Fertigung von Blattfedern hierdurch baukastenartig gestaltet werden, indem verschiedene Kombinationsmöglichkeiten vorgefertigter Ausführungen von Einlegern mit unterschiedlichen Decklagen bestehen und damit auch unterschiedliche Eigenschaften von Blattfedern realisierbar sind. Dabei könnten zudem unterschiedliche, vorgefertigte Einleger untereinander kombiniert werden. Insgesamt lässt sich die Fertigung einer Blattfeder einfach gestalten, indem ein oder mehrere vorgefertigte Einleger zwischen den Decklagen an der oder den jeweiligen Stellen angeordnet und hierdurch ein oder mehrere aufgedickte Bereiche verwirklicht werden. Such a design of a method has the advantage that by the upstream production of at least one insert of the Manufacturing costs can be reduced. Because the actual leaf spring is thus divided into several components, which are merged only at the end of the manufacturing process. In this way, positioning and connection of the individual fiber layers can be made simpler in the inserter than would be the case if fiber layer for fiber layer were laid one on top of the other in an expiration to the final leaf spring. As a further advantage, a production of leaf springs can thereby be designed in a modular manner, in that different combination possibilities of prefabricated embodiments of inserts with different cover layers exist and thus also different properties of leaf springs can be realized. In addition, different prefabricated inserts could be combined with each other. Overall, the manufacture of a leaf spring can be made simple by arranging one or more prefabricated inserts between the cover layers at or the respective points and thereby one or more thickened areas are realized.

Dagegen wird im Falle der DE 10 2010 050 065 B4 eine jeweilige Aufdickung einer zu fertigenden Blattfeder durch Realisierung einer entsprechenden Überlappung von Faserlagen gestaltet, welche sich jeweils alternierend von axialen Enden der Blattfeder her in den entsprechenden Bereich erstrecken. Dies gestaltet sich entsprechend aufwendig, da für die Fertigung Faserlage für Faserlage aufeinander geschichtet werden muss und ein Verrutschen der einzelnen Lagen vor dem letztendlichen Fügen zu unterbinden ist. In contrast, in the case of DE 10 2010 050 065 B4 a respective thickening of a leaf spring to be manufactured by realizing a corresponding overlap of fiber layers designed, which each extend alternately from axial ends of the leaf spring forth in the corresponding area. This is correspondingly complicated, since for the production fiber layer for fiber layer must be stacked on top of each other and slippage of the individual layers before the final joining is to be prevented.

Dass der zumindest eine Einleger als „Einheit vorgefertigt“ ist, bedeutet im Sinne der Erfindung, dass der Einleger im Zuge eines vorgelagerten Fertigungsprozesses als Faser-Kunststoff-Verbund bereits gefertigt wurde. Bevorzugt werden die einzelnen Faserlagen des Einlegers dabei in einem Ofenprozess vorkompaktiert und in einer Kunststoffmatrix eingebunden. The fact that the at least one insert is "prefabricated as unit" means, for the purposes of the invention, that the insert has already been produced in the course of an upstream production process as a fiber-plastic composite. Preferably, the individual fiber layers of the insert are precompacted in a furnace process and incorporated in a plastic matrix.

Prinzipiell kann der Einleger, je nach zu erreichenden Eigenschaften der letztendlichen Blattfeder, aus demselben Faserverbundwerkstoff gefertigt sein, wie die Decklagen oder auch aus einem zu abweichenden Werkstoff. Ebenso können auch die Decklagen aus ein und demselben Werkstoff bestehen oder durch unterschiedliche Werkstoffe gebildet sein. In principle, depending on the properties of the final leaf spring to be achieved, the insert can be made of the same fiber composite material as the cover layers or also of a material to be deviated. Likewise, the cover layers may consist of one and the same material or be formed by different materials.

Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung wird der zumindest eine Einleger im Vorfeld aus mehreren Faserlagen zusammengesetzt, welche in mindestens einem Abschnitt überlappend miteinander verbunden werden und hierdurch in dem jeweiligen Abschnitt eine größere Dicke definieren. In Weiterbildung dieser Ausführungsform werden dabei Faserlagen unterschiedlicher Länge miteinander verbunden. Der zumindest eine Einleger wird also entsprechend einem vordefinierten Muster aus den unterschiedlichen Faserlagen zusammengesetzt, wobei die zu erreichende Dicke durch gezielte Überlappung der unterschiedlichen Faserlagen realisiert wird. According to one embodiment of the invention, the at least one insert is in advance composed of a plurality of fiber layers, which are connected in overlapping manner in at least one section and thereby define a greater thickness in the respective section. In a further development of this embodiment, fiber layers of different lengths are connected to one another. The at least one insert is thus composed according to a predefined pattern of the different fiber layers, wherein the thickness to be achieved is realized by targeted overlapping of the different fiber layers.

Gemäß einer hierzu alternativen oder auch ergänzenden Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung wird der zumindest eine Einleger im Vorfeld aus mehreren Faserlagen zusammengesetzt, wobei mindestens ein Abschnitt mit größerer Dicke gefertigt wird, indem mindestens eine kürzere Faserlage auf zumindest einer längeren Faserlage befestigt wird. In diesem Fall wird also die gewünschte Dicke des zumindest einen Einlegers dadurch realisiert, dass auf einer oder mehreren längeren Faserlagen eine oder mehrere kürzere Faserlagen aufgesetzt werden. Die Fasern werden also übereinander geschichtet. According to an alternative or supplementary embodiment of the invention, the at least one insert is previously composed of several fiber layers, wherein at least one section is made of greater thickness by attaching at least one shorter fiber layer to at least one longer fiber layer. In this case, therefore, the desired thickness of the at least one inserter is realized in that one or more shorter fiber layers are placed on one or more longer fiber layers. The fibers are thus stacked on top of each other.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die obere Decklage und/oder die untere Decklage jeweils durch mehrere Faserlagen gebildet. Erfindungsgemäß setzt sich also die obere Decklage oder die untere Decklage oder auch sowohl die obere, als auch die untere Decklage jeweils aus mehreren Faserlagen zusammen. Hierdurch kann je nach Wahl der Anzahl an Faserlagen die Eigenschaft der letztendlich zu fertigenden Blattfeder beeinflusst werden. Dabei ist es im Sinne der Erfindung auch denkbar, die obere Decklage bzw. die untere Decklage ebenfalls im Rahmen eines vorgelagerten Prozesses vorzufertigen. Alternativ dazu können die einzelnen Faserlagen aber auch erst im Rahmen der Verbindung mit dem mindestens einen, zwischenliegenden Einleger zusammengefügt werden. According to a further embodiment of the invention, the upper cover layer and / or the lower cover layer are each formed by a plurality of fiber layers. According to the invention, therefore, the upper cover layer or the lower cover layer or also both the upper and the lower cover layer are each composed of a plurality of fiber layers. As a result, depending on the choice of the number of fiber layers, the property of the leaf spring to be ultimately produced can be influenced. It is also within the meaning of the invention also conceivable to prefabricate the upper cover layer and the lower cover layer also in the context of an upstream process. Alternatively, however, the individual fiber layers can also be joined together only as part of the connection with the at least one intermediate insert.

In Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform weisen die mehreren Faserlagen jeweils dieselben Längen auf. Besonders bevorzugt erstrecken sich die Faserlagen der oberen Decklage und/oder der unteren Decklage in Längsrichtung der Blattfeder dabei von dem axialen Ende bis hin zum anderen Ende der letztendlichen Blattfeder. In a further development of the aforementioned embodiment, the plurality of fiber layers each have the same lengths. Particularly preferably, the fiber layers of the upper cover layer and / or the lower cover layer extend in the longitudinal direction of the leaf spring from the axial end to the other end of the final leaf spring.

Es ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, dass die mindestens eine Aufdickung jeweils durch mehrere zwischenliegende Einleger gebildet wird. Die einzelne Aufdickung wird also durch Zusammenspiel mehrerer Einleger gebildet, wobei diese Einleger dabei weiter bevorzugt einander entsprechen und gespiegelt zueinander zwischen der oberen Decklage und der unteren Decklage angeordnet sind. Durch dieses Zusammenspiel kann durch die als Gleichteile ausgeführten Einleger eine deutlich höhere Aufdickung realisiert werden. It is a further advantageous embodiment of the invention that the at least one thickening is formed in each case by a plurality of intermediate inserts. The individual thickening is thus formed by interaction of several depositors, these depositors more preferably corresponding to each other and are mirrored to each other between the upper cover layer and the lower cover layer are arranged. Through this interaction can be realized by the run as a common parts inserts significantly higher thickening.

Eine mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Blattfeder zeichnet sich dadurch aus, dass in Längsrichtung zwischen Enden mindestens eine Aufdickung ausgebildet ist, wobei im jeweiligen Bereich der mindestens einen Aufdickung zwischen einer oberen Decklage und einer unteren Decklage zumindest ein Einleger vorgesehen ist, welcher als vorgefertigte Einheit mit den Decklagen verbunden ist. Eine derartige Blattfeder ist dann insbesondere Teil eines Fahrwerks für ein Kraftfahrzeug, wobei die verwendete Blattfeder im Weiteren noch entsprechend der weiteren, im Vorfeld beschriebenen Varianten gefertigt sein kann. A leaf spring produced by means of the method according to the invention is characterized in that in the longitudinal direction between ends at least one thickening is formed, wherein at least one insert is provided in the respective region of the at least one thickening between an upper cover layer and a lower cover layer, which is connected as a prefabricated unit with the cover layers. Such a leaf spring is then in particular part of a chassis for a motor vehicle, wherein the leaf spring used can be further made according to the further, previously described variants.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale der nebengeordneten oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken. The invention is not limited to the specified combination of the features of the independent or the dependent claims. It also results in ways to combine individual features, even if they emerge from the claims, the following description of preferred embodiments of the invention or directly from the drawings. The reference of the claims to the drawings by use of reference numerals is not intended to limit the scope of the claims.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt: Advantageous embodiments of the invention, which are explained below, are shown in the drawings. It shows:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Blattfeder entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung, gezeigt im fertiggestellten Zustand; 1 a schematic representation of a leaf spring according to the invention according to a first embodiment of the invention, shown in the finished state;

2 eine schematische Darstellung der Blattfeder aus 1, zerlegt in ihre Komponenten; 2 a schematic representation of the leaf spring 1 , disassembled into their components;

3 eine schematische Einzelansicht eines Einlegers aus 2, gezeigt vor seiner Fertigstellung; 3 a schematic single view of an insert from 2 , shown before its completion;

4 eine schematische Einzelansicht des Einlegers im fertiggestellten Zustand; 4 a schematic single view of the insert in the finished state;

5 eine schematische Einzelansicht einer oberen Decklage aus 2, gezeigt vor ihrer Fertigstellung; 5 a schematic single view of an upper cover layer 2 , shown before its completion;

6 eine schematische Einzeldarstellung einer unteren Decklage aus 2, gezeigt vor ihrer Fertigstellung; 6 a schematic detail of a lower cover layer 2 , shown before its completion;

7 eine schematische Darstellung einer Blattfeder entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, gezeigt vor ihrer Fertigstellung; und 7 a schematic representation of a leaf spring according to a second embodiment of the invention, shown before its completion; and

8 eine schematische Ansicht einer Blattfeder entsprechend einer dritten Ausführungsform der Erfindung, gezeigt vor ihrer Fertigstellung 8th a schematic view of a leaf spring according to a third embodiment of the invention, shown before its completion

Aus 1 geht eine schematische Ansicht einer Blattfeder 1 hervor, welche entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung gestaltet ist. Wie in 1 zu erkennen ist, weist die Blattfeder 1 zwei Aufdickungen 2 und 3 auf, die in Längsrichtung zwischen Enden 4 und 5 beabstandet zueinander liegen. Dabei ist die Blattfeder 1 im Bereich der Aufdickungen 2 und 3 im Vergleich zu endseitigen Abschnitten und einem zwischenliegenden Mittenbereich mit einer deutlich größeren Dicke ausgeführt. 1 zeigt die Blattfeder 1 dabei in einem fertiggestellten Zustand, in welchem mehrere Faserlagen, insbesondere in Form von Glasfasern, von einer Kunststoffmatrix umgeben sind und einen Faser-Kunststoff-Verbund ausbilden. Der Kunststoff wird dabei insbesondere durch einen duroplastischen Kunststoff gebildet und liegt bevorzugt als Epoxidharz vor. Out 1 is a schematic view of a leaf spring 1 which is designed according to a first embodiment of the invention. As in 1 can be seen, the leaf spring points 1 two thickenings 2 and 3 on, in the longitudinal direction between ends 4 and 5 spaced from each other. Here is the leaf spring 1 in the area of thickening 2 and 3 compared to end-side sections and an intermediate central region with a significantly greater thickness. 1 shows the leaf spring 1 in a finished state, in which several fiber layers, in particular in the form of glass fibers, are surrounded by a plastic matrix and form a fiber-plastic composite. The plastic is formed in particular by a thermosetting plastic and is preferably present as an epoxy resin.

Als Besonderheit wird die Blattfeder 1 baukastenartigen aus mehreren, vorgefertigten Komponenten zusammengesetzt, welche aus 2 ersichtlich sind. So ist in 2 zu erkennen, dass die Blattfeder 1 durch eine obere Decklage 6, eine untere Decklage 7 und insgesamt vier Einleger 8 gebildet wird, welche jeweils den gleichen Aufbau aufweisen und zwischen der oberen Decklage 6 und der unteren Decklage 7 angeordnet werden. Konkret werden die Einleger 8 dabei jeweils paarweise gespiegelt zueinander liegend an den Stellen zwischen der oberen Decklage 6 und der unteren Decklage 7 vorgesehen, wo die spätere Blattfeder 1 die Aufdickungen 2 und 3 aufweisen soll. As a special feature is the leaf spring 1 modular-like composed of several, prefabricated components, which made 2 can be seen. So is in 2 to realize that the leaf spring 1 through an upper cover layer 6 , a lower cover layer 7 and a total of four depositors 8th is formed, each having the same structure and between the upper cover layer 6 and the lower cover layer 7 to be ordered. Specifically, the depositors 8th in each case mirrored in pairs to each other at the points between the upper cover layer 6 and the lower cover layer 7 provided where the later leaf spring 1 the thickenings 2 and 3 should have.

Die Decklagen 6 und 7 und auch die Einleger 8 werden jeweils in vorgelagerten Prozessschritten aus mehreren Faserlagen vorgefertigt, wobei dies für die Einleger 8 in den 3 und 4 dargestellt ist, während 5 die Vorfertigung der oberen Decklage 6 und 6 die Vorfertigung der unteren Decklage 7 zeigt. Bezüglich der Einleger 8 ist in 3 zu erkennen, dass mehrere Faserlagen 9 bis 13 übereinander angeordnet werden, welche unterschiedliche Längen aufweisen. Dabei werden die Faserlagen 10 bis 13 so auf der längsten Faserlage 9 angeordnet, dass die Faserlage 10 mit den schichtartig übereinander angeordneten Faserlagen 11 und 12 überlappt und ihrerseits wiederum von der zuoberst liegende Faserlage 13 überlappt wird. Hierdurch wird die gewünschte Kontur des Einlegers 8 abgebildet, wobei die Faserlagen 9 bis 13 anschließend in einem Ofenprozess zu der in 4 dargestellten keilförmigen Kontur vorkompaktiert werden, um letztendlich von einer Kunststoffmatrix umgeben zu werden. The cover layers 6 and 7 and also the depositors 8th are each prefabricated in upstream process steps of several fiber layers, this being for the depositors 8th in the 3 and 4 is shown while 5 the prefabrication of the upper cover layer 6 and 6 the prefabrication of the lower cover layer 7 shows. Regarding the depositors 8th is in 3 to recognize that multiple fiber layers 9 to 13 be arranged one above the other, which have different lengths. This will be the fiber layers 10 to 13 so on the longest fiber layer 9 arranged that the fiber layer 10 with the layered superimposed fiber layers 11 and 12 overlaps and in turn from the uppermost fiber layer 13 is overlapped. This will produce the desired contour of the insert 8th shown, with the fiber layers 9 to 13 then in a furnace process to the in 4 pre-compacted wedge-shaped contour to be ultimately surrounded by a plastic matrix.

Wie hingegen aus den 5 und 6 zu erkennen ist, werden sowohl die obere Decklage 6, als auch die untere Decklage 7 jeweils aus mehreren gleich langen Faserlagen 14 gebildet. Dabei weisen die Faserlagen 14 jeweils eine Länge auf, welche einer bei der späteren Blattfeder 1 zwischen den Enden 4 und 5 definierten Länge entspricht. Wie zudem in den 5 und 6 zu sehen ist, setzt sich die obere Decklage 6 dabei aus zwei Faserlagen 14 zusammen, während die untere Decklage 7 durch insgesamt vier Faserlagen 14 gebildet ist. Sowohl die obere Decklage 6, als auch die untere Decklage 7 werden ebenfalls vorkompaktiert und in einer Kunststoffmatrix eingebunden. In einem abschließenden Prozess wird dann aus der oberen Decklage 6, den zwischenliegenden, vier Einlegern 8 und der unteren Decklage 7 die letztendliche Blattfeder 1 gefertigt. How, however, from the 5 and 6 It can be seen, both the upper cover layer 6 , as well as the lower cover layer 7 each of several equal length fiber layers 14 educated. This show the fiber layers 14 each one length, which one at the later leaf spring 1 between the ends 4 and 5 corresponds to the defined length. As well as in the 5 and 6 can be seen, the upper cover layer continues 6 while two fiber layers 14 together, while the lower cover layer 7 through a total of four fiber layers 14 is formed. Both the upper cover layer 6 , as well as the lower cover layer 7 are also precompacted and incorporated in a plastic matrix. In a final process is then off the top liner 6 , the intermediate, four depositors 8th and the lower cover layer 7 the final leaf spring 1 manufactured.

Des Weiteren sind in 7 die Komponenten einer Blattfeder 15 entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Im Unterschied zu der vorhergehenden Variante sind dabei eine obere Decklage 16 und eine untere Decklage 17 gleich ausgeführt, indem sie aus der gleichen Anzahl an Faserlagen, vorliegend jeweils vier Faserlagen, zusammengesetzt sind. Gleiches ist auch bei den Komponenten einer Blattfeder 18 aus 8 der Fall, bei welcher ebenfalls die obere Decklage 19 und die untere Decklage 20 den gleichen Aufbau aufweisen, also als einander entsprechende Komponenten realisiert sind. Anders als bei der vorhergehenden Variante werden die obere Decklage 19 und die untere Decklage 20 dabei aber jeweils durch je zwei Faserlagen gebildet. Furthermore, in 7 the components of a leaf spring 15 shown according to a second embodiment of the invention. In contrast to the previous variant are an upper cover layer 16 and a lower cover layer 17 Equal executed by being composed of the same number of fiber layers, in each case four fiber layers. The same is true of the components of a leaf spring 18 out 8th the case in which also the upper cover layer 19 and the lower cover layer 20 have the same structure, so are realized as corresponding components. Unlike the previous variant, the upper cover layer 19 and the lower cover layer 20 but each case formed by two fiber layers.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich eine Blattfeder mit niedrigem Herstellungsaufwand fertigen, wobei gleichzeitig unterschiedliche Dickenverläufe problemlos realisierbar sind. By means of the method according to the invention, a leaf spring can be produced with a low production cost, wherein at the same time different thickness profiles can be realized without difficulty.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Blattfeder leaf spring
2 2: Aufdickung thickening
3 3: Aufdickung thickening
4 4: Ende The End
5 5: Ende The End
6 6: obere Decklage upper cover layer
7 7: untere Decklage lower cover layer
8 8th: Einleger depositors
9 9: Faserlage fiber layer
10 10: Faserlage fiber layer
11 11: Faserlage fiber layer
12 12: Faserlage fiber layer
13 13: Faserlage fiber layer
14 14: Faserlage fiber layer
15 15: Blattfeder leaf spring
16 16: obere Decklage upper cover layer
17 17: untere Decklage lower cover layer
18 18: Blattfeder leaf spring
19 19: obere Decklage upper cover layer
20 20: untere Decklage lower cover layer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010050065 B4 [0004, 0011]

Claims

Method for producing a leaf spring ( 1 ; 15 ; 18 ) made of a fiber composite material, wherein the leaf spring ( 1 ; 15 ; 18 ) from several fiber layers ( 9 to 14 ) with at least one longitudinal direction between ends ( 4 . 5 ) thickening ( 2 . 3 ), characterized in that the at least one thickening ( 2 . 3 ) by at least one depositor ( 8th ), which is prefabricated as a unit and subsequently in the region of the respectively defined thickening ( 2 . 3 ) between an upper cover layer ( 6 ; 16 ; 19 ) and a lower cover layer ( 7 ; 17 ; 20 ) is arranged.

Method according to claim 1, characterized in that the at least one insert ( 8th ) in advance from several fiber layers ( 10 to 13 ) which are connected in overlapping manner in at least one section and thereby define a greater thickness in the respective section.

Method according to claim 2, characterized in that fiber layers ( 11 to 13 ) of different lengths are connected to each other.

Method according to claim 1, characterized in that the at least one insert ( 8th ) in advance from several fiber layers ( 9 to 13 ), wherein at least a portion of greater thickness is made by at least one shorter fiber layer ( 10 to 13 ) on at least one longer fiber layer ( 9 ) is attached.

A method according to claim 1, characterized in that the upper cover layer ( 6 ; 16 ; 19 ) and / or the lower cover layer ( 7 ; 17 ; 20 ) each by several fiber layers ( 14 ) is formed.

Method according to claim 5, characterized in that the plurality of fiber layers ( 14 ) of the upper cover layer ( 6 ; 16 ; 19 ) or the lower cover layer ( 7 ; 17 ; 20 ) have the same lengths.

Method according to claim 1, characterized in that the at least one thickening ( 2 . 3 ) each by several intermediate depositors ( 8th ) is formed.

Method according to claim 7, characterized in that corresponding inserts ( 8th ) are arranged mirrored to each other.

Leaf spring ( 1 ; 15 ; 18 ) of a fiber composite material, in which longitudinally between ends ( 4 . 5 ) at least one thickening ( 2 . 3 ), characterized in that in the respective region of the at least one thickening ( 2 . 3 ) at least one depositor ( 8th ) between an upper cover layer ( 6 ; 16 ; 19 ) and a lower cover layer ( 7 ; 17 ; 20 ), wherein the at least one insert ( 8th ) as a prefabricated unit with the cover layers ( 6 . 7 ; 16 . 17 ; 19 . 20 ) connected is.

Chassis for a motor vehicle, comprising a leaf spring according to claim 9.