DE102017127935A1

DE102017127935A1 - Blattfeder mit einem Federkörper aus einem Faserverbundwerkstoff und einer Mittenklemmung

Info

Publication number: DE102017127935A1
Application number: DE102017127935.0A
Authority: DE
Inventors: Johannes Böke; Dennis KLEINHANS; Hendrik Reineke; Dirk Rochell; Lars Siervers
Original assignee: SGL Carbon SE
Current assignee: SGL Carbon SE
Priority date: 2017-11-27
Filing date: 2017-11-27
Publication date: 2019-05-29
Anticipated expiration: 2037-11-28
Also published as: DE102017127935B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Blattfeder (1) mit einem Federkörper (2) aus einem Faserverbundwerkstoff und einer Mittenklemmung, wobei diese an gegenüberliegenden Flächen (4, 5) des Federkörpers (2) angeordnete Zwischenschichten (6, 7) einklemmt. Die Blattfeder (1) zeichnet sich dadurch aus, dass die Zwischenschichten (6, 7) aus einem Kunststoff oder Elastomer bestehen und mit dem Federkörper (1) wirkverbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Blattfeder mit einem Federkörper aus einem Faserverbundwerkstoff und einer Mittenklemmung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Blattfedern mit einem Federkörper aus einem Faserverbundwerkstoff und einer Mittenklemmung, wobei diese an gegenüberliegenden Flächen des Federkörpers angeordnete Zwischenschichten einklemmt, sind bereits in vielfältiger Weise bekannt. Die Fixierung derartiger Blattfedern erfolgt in der Regel über die als metallische Klemmvorrichtung ausgebildete Mittenklemmung, wobei zwischen der Mittenklemmung und den gegenüberliegenden Flächen des Federkörpers die Zwischenschicht zum Schutz des Federkörpers angeordnet ist. Dabei wurde die Zwischenschicht ursprünglich als Gummi-Metall-Schicht ausgebildet.
Aus der DE 38 07 930A1 ist es allerdings auch bekannt, dass derartige Zwischenschichten bereits faserverstärkte Kunststoffe aufweisen. Insbesondere sind in diesem Stand der Technik Lagerplatten aus faserverstärktem Kunststoff als Zwischenbauelemente in Krafteinleitungsbereichen von nicht metallischen Federn beschrieben. Diese Lagerplatten bestehen aus einem Kunststoff mit getränkten oder laminierten Gewebe, welches gleichmäßig verteilt ist, wobei die Fasern gegenüber der Längsachse parallel oder in einem Winkel von 45° bzw. 90° ausgerichtet sind. Diese Lagerplatten sind jeweils Teil einer modularen Zwischenschicht, die auch Krafteinwirkungselemente aus Metall aufweisen, wobei zwei gegenüberliegende Zwischenschicht mittels einer Schraube miteinander verspannt werden. Durch diese Schraubverbindung wird allerdings der homogene Aufbau der Lagerplatten wieder durch die Lochung für die Schraube zerstört, was im Betrieb der Blattfeder wieder zu einem erhöhten Verschleiß führen kann.
Ferner ist es aus der EP 0 240 676A1 bekannt, eine Blattfeder aus einem faserverstärkten Kunststoff mit einem den Federkörper umschließenden Einspannkäfig zu versehen. Der Einspannkäfig besteht dabei aus zwei miteinander in Eingriff stehenden und dabei in Federlängsrichtung nicht verschiebbaren, mit entsprechenden Konturen versehenen Käfighälften. Diese Käfighälften werden mithilfe von Spannelementen gegen gegenüberliegende Flächen des Federkörpers gedrückt. Dabei dient hier eine mechanisch steife Auflage aus faserverstärktem Kunststoff als Zwischenschicht, gegen welche die beiden Hälften des Einspannkäfigs drücken. Weiterhin ist aus der DE 39 35 795A1 eine Befestigungseinrichtung bekannt, bei der eine Zwischenschicht aus einem gießfähigen Kunststoff besteht. Diese Zwischenschicht ist zwischen metallischen Krafteinleitungselementen und Blattfedern angeordnet.
Allen aus dem Stand der Technik bekannten Zwischenschichten ist gemein, dass sie mehrteilig ausgeführt sind, wodurch ein erhöhter logistischer Aufwand und eine technisch aufwendige Montage bei einem erhöhten Verschleiß gegeben ist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Zwischenschicht für eine Blattfeder mit einem Federkörper aus einem Faserverbundwerkstoff und einer Mittenklemmung zur Verfügung zu stellen, die eine gleichmäßige Verteilung der Flächenpressung auf den Federkörper ermöglicht und dabei die Blattfeder vor Verschleiß schützt, wobei die Zwischenschicht möglichst einfach hergestellt werden kann und einen einfachen Aufbau aufweist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Blattfeder mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Blattfeder weist dabei einen Federkörper aus einem Faserverbundwerkstoff und eine Mittenklemmung auf, wobei diese Mittenklemmung an gegenüberliegenden Flächen des Federkörpers angeordnete Zwischenschichten einklemmt. Erfindungsgemäß ist nunmehr vorgesehen, dass die Zwischenschichten aus einem Kunststoff oder Elastomer bestehen und mit dem Federkörper wirkverbunden sind.
Durch die erfindungsgemäße Blattfeder ist es in einfacher Weise ermöglicht, eine Zwischenschicht zwischen der Mittenklemmung und dem Federkörper anzuordnen, wobei die jeweilige Zwischenschicht einteilig aus einem Kunststoff besteht, ohne dass dieser mit zusätzlichen Elementen zu einer zwischen gegenüberliegenden Flächen des Federkörpers und der Mittenklemmung einklemmbaren Zwischenschichten weiter verarbeitet werden muss. Durch den mit dem Federkörper wirkverbundenen Kunststoff ist gewährleistet, dass eine gleichmäßige Verteilung der Flächenpressung auf den Federkörper ermöglicht ist, wobei hierdurch ein sehr begrenztes beziehungsweise kein Setzverhalten auftritt und gleichzeitig der Federkörper vor Verschleiß geschützt ist. Vorteilhafterweise kann sich die aus Kunststoff bestehende Zwischenschicht mit dem Federkörper mit dehnen und bei geringer Reibung den Federkörper nach außen auch abdichten, Die Mittenklemmung selbst kann dabei als metallische Klemmvorrichtung die Feder ganz umspannen, wie dies beispielsweise mit U-Schrauben ermöglicht ist, allerdings ist es auch möglich, als Mittenklemmung Platten zur Verfügung zu stellen, die mit entsprechenden Verbindungsmitteln wie Schrauben miteinander verbunden werden. In beiden Fällen ist es möglich, die Zwischenschicht der erfindungsgemäßen Blattfeder sicher zwischen der Mittenklemmung und den gegenüberliegenden Flächen des Federkörpers einzuklemmen und die Blattfeder im Bereich der Mittenklemmung zu fixieren.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Blattfeder ist nicht nur eine einfache und günstige Herstellung einer Zwischenschicht für die Blattfeder gewährleistet. Vielmehr wird dadurch auch die prozesssichere Aufbringung der Zwischenschicht auf den Federkörper deutlich verbessert.
Nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass wenigstens eine der Zwischenschichten aus einem faserverstärkten, insbesondere Glasfaser verstärkten Kunststoff besteht. Vorteilhafterweise bestehen beide Zwischenschichten aus einem derartigen Kunststoff. Faserverstärkte beziehungsweise glasfaserverstärkte Kunststoffe weisen die für den Einsatz als Zwischenschicht in einer erfindungsgemäßen Blattfeder notwendigen Festigkeitseigenschaften auf, wobei sie allerdings auch die entsprechende Beweglichkeit bei Beanspruchung der Blattfeder bei gleichzeitig geringem Setzverhalten aufweisen. Vorteilhaft hierbei ist es, dass die Materialauswahl der Zwischenschicht dabei unabhängig vom Faserverbundwerkstoff des Federkörpers erfolgen kann. Hierdurch können die gewünschten Eigenschaften der Zwischenschicht sehr exakt und unabhängig vom Faserverbundwerkstoff des Federkörpers eingestellt werden, ohne das weitere Elemente, wie beispielsweise metallische Krafteinleitungselemente für die Zwischenschicht benötigt werden.
Nach einem anderen vorteilhaften Gedanken der Erfindung ist es vorgesehen, dass wenigstens eine der Zwischenschichten zumindest abschnittsweise mittels eines Stoff-, Form- und/oder Kraftschlusses mit dem Federkörper wirkverbunden sind. In vorteilhafter Weise sind bevorzugt beide Zwischenschichten zumindest abschnittsweise mittels eine Stoff-, Form- und/oder Kraftschlusses mit dem Federkörper wirkverbunden. Durch diese Ausgestaltung der Erfindung ist es ermöglicht, dass die Zwischenschicht exakt und im Wesentlichen unverschiebbar auf dem Federkörper angeordnet werden kann und mit diesem wirkverbunden ist.
Dabei kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine der gegenüberliegenden Flächen des Federkörpers mit wenigstens einem Formschlusselement versehen ist, in welche entsprechende Formschlusselemente einer Zwischenschicht eingreifen, wobei der Formschluss vorzugsweise mittels der Mittenklemmung fixiert ist. Daher kann auch die Mittenklemmung entsprechende Formschlusselemente aufweisen, die mit korrespondierenden Formschlusselementen der Zwischenschichten korrespondieren. Besonders vorteilhafterweise weisen natürlich beide gegenüberliegenden Flächen des Federkörpers wenigstens ein derartiges Formschlusselement auf, in welches ein entsprechendes Formschlusselement einer entsprechenden Zwischenschicht eingreift. Durch diesen Formschluss ist sichergestellt, dass die Zwischenschicht exakt auf dem Federkörper positioniert werden kann und den Belastungen einer erfindungsgemäßen Blattfeder genügen kann. In besonders einfacher Weise können derartige Formschlüsse mittels entsprechenden Wellenausbildungen innerhalb des Federkörpers realisiert werden, wobei entsprechende Wellenberge und -täler in korrespondierende Element der jeweiligen Zwischenschichten eingreifen. Durch einen derartigen Formschluss ist es zudem eine Erhöhung von Auszugskräften in Längsrichtung ermöglicht.
Alternativ oder zusätzlich ist es natürlich auch möglich, dass wenigstens eine der Zwischenschichten mittels eines Spritz-, Press- oder Gießverfahrens hergestellt und zumindest teilweise dabei stoffschlüssig mit dem Federkörper verbunden ist. Grundsätzlich ist es dabei möglich, dass die Zwischenschichten separat in einem entsprechenden Werkzeug hergestellt werden und nachfolgend stoffschlüssig beispielsweise mittels eines Klebstoffs mit dem Federkörper verbunden werden. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, dass die Zwischenschicht derart hergestellt wird, dass sie durch Ausspritzen eines Hohlraums eines den Federkörper umspannenden Werkzeuges erzeugt wird, wobei der Federkörper entsprechend umspritzt wird und wobei vorzugsweise gleichzeitig eine stoffschlüssige Verbindung des Kunststoffes mit dem Federkörper ausgebildet wird. Dies kann durch ein auf den Federkörper aufgebrachten Klebstoff geschehen oder durch den eingespritzten Kunststoff selbst erfolgen. Grundsätzlich ist es dabei auch möglich, dass die Zwischenschichten gegebenenfalls unter Nutzung eines zweiten Materials mittels eines 2K-Spritzgusses erzeugt werden. Sofern die Zwischenschichten als separate Einzelteile hergestellt werden, ist es möglich, diese später beim Anbringen der Zwischenschichten auf den Federkörper noch miteinander zu verbinden, beispielsweise mittels schweißen oder kleben. Grundsätzlich wäre es bei der Herstellung in einem Spritzguss verfahren auch möglich die Zwischenschichten noch mit entsprechenden Einlegeteilen zu versehen, welche bei Herstellen der Zwischenschicht mit umspritzt werden.
Weiter alternativ oder zusätzlich ist es natürlich auch möglich, die Zwischenschichten mittels der Mittelklemmung kraftschlüssig mit dem Federkörper zu verbinden. Durch diese kraftschlüssige Verbindung, welche dann gegebenenfalls auch durch entsprechende Elemente, welche auch die zuvor beschriebenen Formschlusselemente sein können, kraftschlüssig mit dem Federkörper zu verbinden. Hierdurch ist ein Verschieben der Zwischenschichten auf dem Federkörper nicht mehr möglich. Ein derartiges Verschieben ist natürlich auch bei der stoffschlüssigen Verbindung der Zwischenschichten mit dem Federkörper, beispielsweise mittels eines Klebers, nicht mehr möglich.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Zwischenschichten U-förmig ausgebildet und dabei an ihren Enden miteinander gefügt sind. Hierdurch ist gewährleistet, dass die Zwischenschichten den gesamten Federkörper im Bereich der gegenüberliegenden Flächen umgeben. Dabei dienen die die Zwischenschichten verbindenden Seitenwände, ebenso wie bei einer einteiligen Ausbildung der beiden Zwischenschichten, als Seitenschutz für den Kontakt möglicher Schrauben der Mittenklemmung. Das Fügen der Enden der Zwischenschichten kann dabei beispielsweise mittels Kleben oder Schweißen erfolgen.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass jede der Zwischenschichten für sich als einteiliges Bauteil ausgebildet ist. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die Herstellung der Zwischenschichten ohne zusätzliche Bauteile besonders vorteilhaft.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung sind auf dem Federkörper Positionierungshilfen angeordnet, welche dazu dienen, die Zwischenschichten entsprechend auf dem Federbalken zu positionieren. Entsprechend können auch auf den Zwischenschichten Positionierhilfen angeordnet sein, um eine Mittenklemmung auf den Zwischenschichten exakt zu positionieren. Vorteilhafterweise können dabei an den entsprechenden Zwischenschichten beziehungsweise der Mittenklemmung dazu korrespondierende Positionierhilfen vorgesehen sein.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung sind die Zwischenschichten der Steifigkeit des Federkörpers angepasst, wodurch insbesondere die Flexibilität der Zwischenschicht an den Dichtkanten zum Federkörper gewährleistet ist. Insbesondere, wenn die Zwischenschichten den Federkörper ganz ummanteln, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass diese einen steifigkeitsangepassten Konturverlauf besitzen.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann die Zwischenschicht auch aus einem Halbzeug hergestellt werden, welches in einem Werkzeug entsprechend erhitzt wird und dann die Feder entsprechend unter Ausbildung der Zwischenschichten in entsprechenden Hohlräumen des Werkzeugs umfließt.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen:

1: ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Blattfeder in einer Querschnittdarstellung,
2: die Blattfeder gemäß der 1 in einer Seitenansicht im Bereich einer Mittenklemmung,
3: ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Blattfeder in einer Querschnittdarstellung,
4: die Blattfeder gemäß der 3 in einer Seitenansicht im Bereich einer Mittenklemmung,
5: eine schematische Darstellung eines ersten Verfahrensschrittes zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Blattfeder nach einem ersten Herstellungsverfahren,
6: eine schematische Darstellung eines zweiten Verfahrensschrittes zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Blattfeder nach einem ersten Herstellungsverfahren,
7: eine schematische Darstellung eines ersten Verfahrensschrittes zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Blattfeder nach einem zweiten Herstellungsverfahren,
8: schematische Darstellung eines zweiten Verfahrensschrittes zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Blattfeder nach einem zweiten Herstellungsverfahren,
9a: ein Querschnitt der Zwischenschichten erfindungsgemäßer Blattfedern,
9b: eine Seitenansicht der Zwischenschichten gemäß 9a,
10a: eine Längsschnittdarstellung eines Federkörpers zur Verwendung bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Blattfeder,
10b: der Federkörper gemäß der 10a in einer Querschnittdarstellung,
11a: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Blattfeder in einer Querschnittdarstellung im Bereich einer Mittenklemmung,
11b: die Blattfeder der 11a in einer Seitenansicht im Bereich einer Mittenklemmung,
12 bis 16: Längsschnittdarstellungen verschiedene Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Blattfedern im Bereich einer Mittenklemmung.

In der 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Blattfeder 1 in einer Querschnittdarstellung im Bereich einer Mittenklemmung der Blattfeder 1 dargestellt. Die Blattfeder 1 weist dabei im Bereich der hier nicht dargestellten Mittenklemmung einen Federkörper 2 auf, der aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt ist. Auf seiner Oberseite weist der Federkörper 2 eine ebene Fläche 4 auf, auf welcher eine Zwischenschicht 6 aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff angeordnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Zwischenschicht 6 beispielsweise mittels eines hier nicht angezogenen Klebstoffes mit der ebenen Fläche 4 des Federkörpers 2 stoffschlüssig wirkverbunden. In gleicher Weise weist der Federkörper 2 auf seiner Unterseite eine der ebenen Fläche 4 gegenüberliegende ebene Fläche 5 auf, auf die ebenfalls eine Zwischenschicht 7 aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff mittels eines hier nicht dargestellten Klebers aufgebracht ist und dadurch mit dem Federkörper 2 stoffschlüssig wirkverbunden ist.
Der Federkörper 2 dieses Ausführungsbeispiels ist im Querschnitt rechteckig ausgebildet. Die auf den beiden gegenüberliegenden ebenen Flächen 4 und 5 des Federkörpers angeordneten Zwischenschichten 6 und 7 sind über Seitenwände 16 und 17, die ebenfalls aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff bestehen, miteinander verbunden. Insgesamt bilden die beiden Zwischenschichten 6 und 7 mit den Seitenwänden 16 und 17 einen den Federkörper 2 im Bereich der hier nicht dargestellten Mittenklemmung umlaufenden Käfig, der in diesem Ausführungsbeispiel einstückig hergestellt ist. Dadurch, dass die Zwischenschichten 6 und 7 stoffschlüssig mit den gegenüberliegenden Flächen 4 und 5 des Federkörpers 2 verbunden sind, ist gewährleistet, dass über diese Zwischenschichten 6 und 7 mittels der hier nicht dargestellten Mittenklemmung eine gleichmäßige Verteilung der Flächenpressung auf den Federbalken beziehungsweise den Federkörper 2 im Bereich der Mittenklemmung ermöglicht wird. Gleichzeitig schützen dabei die Zwischenschichten 6 und 7 den Federbalken beziehungsweise den Federkörper 2 der Blattfeder 1 unter Belastung vor einem Verschleiß. Weiterhin dienen dabei die Seitenwände 16 und 17 auch als Seitenschutz, wenn beispielsweise die Mittenklemmung mittels des Federbalkens beziehungsweise den Federkörper 2 umlaufenden U-förmigen Schrauben realisiert wird. Dabei ist es auch denkbar, dass in diese Seitenwände 16 und 17 eine entsprechende Führung für die U-förmigen Schrauben integriert ist. Allerdings ist eine derartige Führung in der Darstellung dieses Ausführungsbeispiels nicht gezeigt. Die aus dem glasfaserverstärkten Kunststoff hergestellten Zwischenschichten 6 und 7 dehnen sich unter Belastung der Blattfeder 1 mit und dichten den Federkörper 2 der Blattfeder 1 im Bereich der Mittenklemmung nach außen hin auch ab.
In der 2 ist die Blattfeder 1 der 1 nunmehr in einer Seitenansicht im Bereich der nicht dargestellten Mittenklemmung gezeigt. Insbesondere sind hierbei Dichtkanten 13 zu erkennen, welche für die Abdichtung des Federkörpers 2 im Bereich der Mittenklemmung gegenüber äußeren Einflüssen dienen. Deutlich zu erkennen ist in dieser Darstellung auch, dass die Zwischenschichten 6 und 7 mit der Seitenwand 16 und der hier nicht sichtbaren Seitenwand 17 einstückig ausgebildet sind. Im Bereich der Dichtkanten 13 sind sowohl die Zwischenschichten 6 und 7 als auch die Seitenwände 16 und 17 zum Federkörper 2 hin angeschrägt. Vorzugsweise sind nicht nur die Zwischenschichten 6 und 7, sondern auch die Seitenwände 16 und 17 mit dem Federkörper 2 mittels eines Klebers stoffschlüssig wirkverbunden.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 ist es zudem möglich, dass auf dem Federkörper 2 hier nicht dargestellte Positionierungselemente angeordnet sind, welche ein exaktes Positionieren der Zwischenschichten 6 und 7 auf der Blattfeder 2 ermöglichen. Derartige Positionierungselemente können dabei gleichzeitig auch als entsprechende Formschlusselemente ausgebildet sein, sodass zwischen Blattfeder 1 beziehungsweise deren Federkörper 2 ein Formschluss mit den Zwischenschichten 6 und 7 realisiert werden kann.
In den 3 und 4 ist nunmehr ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Blattfeder 1 dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem der 1 und 2, wobei allerdings die Zwischenschichten 6 und 7 nicht mit entsprechenden Seitenwänden 16 und 17 verbunden sind. Daher handelt es sich hierbei bei den Zwischenschichten 6 und 7 um separate Einzelteile, die separat auf die jeweiligen Flächen 4 und 5 des Federkörpers 2 stoff-, form-und/oder kraftschlüssig aufgebracht werden können. Auch hierbei kann zur Herstellung eines Stoffschlusses beispielsweise ein hier nicht dargestellter Kleber zwischen den Zwischenschichten 6, 7 und der jeweiligen Fläche 4, 5 zum Einsatz kommen. Auch ist es möglich, zur Herstellung eines Form- oder Kraftschlusses, entsprechende Formschlusselemente, die hier ebenfalls nicht dargestellt sind, auf dem Federkörper 2 der Blattfeder 1 anzuordnen.
In den 5 und 6 sind nunmehr zwei einleitende Verfahrensschritte eines ersten Herstellungsverfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Blattfeder 1 dargestellt. Dabei wird ein Federkörper 2 in ein entsprechendes Werkzeug 14 derart eingespannt, dass zwischen den gegenüberliegenden Flächen 4 und 5 des Federkörpers 2 und dem Werkzeug 14 ein Hohlraum 18 gebildet ist. Das Werkzeug 14 weist dabei eine Einspritzöffnung 19 auf, durch welche ein entsprechender glasfaserverstärkter Kunststoff in den Hohlraum 18 eingespritzt werden kann. Dieses Einspritzen des Kunststoffes in den Hohlraum 18 ist mittels der in der 5 dargestellten fetten Pfeile angedeutet.
Nachdem der Kunststoff in den Hohlraum 18 des Werkzeuges 14 eingespritzt wurde, wobei hierbei auch ein Zweikomponentenspritzgussverfahren zum Einsatz kommen kann, kühlt der eingespritzte Kunststoff nunmehr unter Ausbildung der Zwischenschichten 6 und 7 ab und geht dabei mit den Flächen 4 und 5 des Federkörpers 2 eine stoffschlüssige Verbindung ein. Die Zwischenschichten 6 und 7 sind dabei vorzugsweise wieder über Seitenwände 16 und 17, wie diese in der 1 gezeigt sind, miteinander verbunden. Diese Seitenwände 16 und 17 entstehen ebenfalls beim Abkühlen des eingespritzten Kunststoffes, da die Hohlräume 18 des Werkzeuges 14 auch für entsprechende Seitenwände 16 und 17 vorgesehen sind und gehen auch eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Federkörper 2 ein. Dabei entsteht eine Blattfeder 1 entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2.
Allerdings ist es auch möglich, jeweils einen Hohlraum 18 für jeweils eine separate Zwischenschicht 6 und 7 auszuspritzen, ohne dass die Zwischenschichten 6 und 7 über Seitenwände 16 und 17 miteinander verbunden werden. In diesem Fall entsteht eine erfindungsgemäße Blattfeder 1 entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 3 und 4.
In den 7 und 8 wird nun ein zweites Herstellungsverfahren für erfindungsgemäße Blattfedern 1 dargestellt. Dabei kommt ebenfalls ein Werkzeug 14 zum Einsatz. Allerdings handelt es sich hierbei nicht um ein Spritzgussverfahren zum Herstellen der Zwischenschichten, sondern um ein Presswerkzeug. Vielmehr werden hierbei Kunststoffe in Form eines Halbzeuges 15 eingesetzt, die innerhalb des Werkzeuges 14 in entsprechenden Hohlräumen 18 auf die entsprechenden Flächen 4 und 5 eines Federkörpers 2 im Bereich der auszubildenden Mittenklemmung aufgebracht werden. Mittels des Werkzeuges 14 wird der Kunststoff, insbesondere der glasfaserverstärkte Kunststoff des Halbzeuges 15 nun erhitzt und unter Druck verformt, wobei die Hohlräume 18 des Werkzeugs 14 nunmehr zur Ausbildung der Zwischenschichten 6 und 7 dienen. Während des Erwärmens des Halbzeuges 15 fließt der nunmehr fließfähige Kunststoff des Halbzeuges 15 unter Ausbildung der Zwischenschichten 6 und 7 in die entsprechenden Hohlräume 18.
Auch mit diesem Herstellungsverfahren können erfindungsgemäße Blattfedern 1 entsprechend den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 bzw. 3 und 4 hergestellt werden. Insofern ist es auch hierbei möglich, separate Zwischenschichten 6 und 7 als auch über Seitenwände 16 und 17 verbundene Zwischenschichten 6 und 7 herzustellen.
In den 9a und 9b sind nunmehr separate Zwischenschichten 6 und 7 dargestellt, die separat hergestellt werden und anschließend auf entsprechende Flächen 4 und 5 eines Federkörpers 2 im Bereich einer Mittenklemmung zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Blattfeder 1 aufgebracht werden. Dabei zeigt die 9a einen Querschnitt der Zwischenschichten 6 und 7, während die 9b eine entsprechende Seitenansicht der Zwischenschichten 6 und 7 der 9a zeigt.
In 10a ist nunmehr ein entsprechender Federkörper 2 mit gegenüberliegenden Flächen 4 und 5 in einer Seitenansicht beziehungsweise im Längsschnitt im Bereich einer Mittenklemmung dargestellt, wobei auf die Flächen 4 und 5 die Zwischenschichten 6 und 7 der 9a und 9b aufgebracht werden können. Das Aufbringen der separat hergestellten Zwischenschichten 6 und 7 kann dabei wieder stoffschlüssig mittels eines Klebers erfolgen. Allerdings ist es auch möglich, die Zwischenschichten 6 und 7 entsprechend herzustellen, sodass sie zu eventuell auf den Flächen 4 und 5 des Federkörpers 2 angeordneten Positionierhilfen beziehungsweise Form- oder Kraftschlusselementen, angeordnet werden können. Insofern ist es möglich, dass die Zwischenschichten 6 und 7 der 9a und 9b wirkverbunden und form-, kraft- und/oder stoffschlüssig mit den Flächen 4 und 5 des Federkörpers 2 verbunden werden können.
Wie insbesondere bereits in 9b angedeutet, sind die Zwischenschichten 6 und 7 U-förmig ausgebildet, was nunmehr insbesondere der 11a explizit zu entnehmen ist. Die Zwischenschichten 6 und 7 weisen dabei Enden 10 beziehungsweise 11 auf, die über einen Fügebereich 20 miteinander verbunden werden, sodass auch bei einer erfindungsgemäßen Blattfeder 1 gemäß der 11a im Bereich der Mittenklemmung die Zwischenschichten 6 und 7 unter Ausbildung von Seitenwänden 16 und 17 den Federkörper 2 im Bereich der Mittenklemmung vollständig umschließen. Das Fügen der Enden 10 und 11 der U-förmigen Zwischenschichten 6 und 7 im Fügebereich 20 kann dabei beispielsweise mittels eines Verklebens oder auch eines Verschweißens erfolgen.
Die 11b zeigt die erfindungsgemäße Blattfeder der 11a nunmehr in einer Seitenansicht im Bereich der Mittenklemmung. Deutlich zu erkennen ist hierbei, dass die beiden Zwischenschichten 6 und 7 über ihre gesamte Längserstreckung an ihren Enden 10 und 11 im Fügebereich 20 miteinander verbunden sind. Auch sind die Zwischenschichten in ihren Endbereichen auch in diesem Ausführungsbeispiel wieder zum Federkörper 2 hin abgeflacht ausgebildet und bilden dort nunmehr wieder entsprechende Dichtkanten 13 aus. Die Dichtheit kann hierbei ebenfalls wieder über ein stoffschlüssiges Verbinden der Zwischenschichten 6 und 7 auch im Bereich der U-förmigen Enden 10 und 11 beispielsweise mittels eines Klebers realisiert werden.
In den 12 bis 15 sind nunmehr verschiedene erfindungsgemäße Blattfedern 1 in einer Längsschnittdarstellung gezeigt.
Dabei weist die Blattfeder 1 der 12 keinen Formschluss des Federkörpers mit den Zwischenschichten 6 und 7 im Bereich der Flächen 4 und 5 auf. Allerdings ist auf der Außenseite der Zwischenschicht 7 eine Positionierungshilfe 12 angeordnet, mit deren Hilfe eine entsprechende Mittenklemmung auf der erfindungsgemäßen Blattfeder 1 positioniert werden kann.
In der 13 ist nunmehr eine erfindungsgemäße Blattfeder 1 dargestellt, welche Zwischenschichten 6 und 7 mit einem Formschlusselement 8 aufweist, mit dessen Hilfe ein Formschluss zu einer hier nicht dargestellten Mittenklemmung realisiert werden kann. Diese Formschlusselemente 8 sind dabei jeweils als eine Wölbung ausgebildet, welche in eine entsprechende Aufnahme der Mittenklemmung eingreift.
Die 14 zeigt nunmehr eine erfindungsgemäße Blattfeder 1 auf, deren Federkörper 2 mit einer Welle im Bereich der Mittenklemmung ausgebildet ist. Im Bereich der Welle sind nun die Flächen 4 und 5 des Federkörpers 2 angeordnet, auf welchem die Zwischenschichten 6 und 7 aufgebracht werden. Dabei weisen die Zwischenschichten 6 und 7 entsprechende Formschlusselemente 9 in Form einer Vertiefung der Zwischenschicht 6 und einer Erhöhung der Zwischenschicht 7 auf, sodass die Wellenform des Federkörpers 2 in diese Formschlusselemente eingreift. Weiterhin ist auf der Außenseite der Zwischenschicht 7 auch hierbei eine Positionierungshilfe 12 entsprechend der Blattfeder 1 der 12 angeordnet, mit deren Hilfe eine Mittenklemmung entsprechend auf den Federkörper 2 der Blattfeder 1 positioniert werden kann.
Die 15 weist nunmehr sowohl einen inneren als auch einen äußeren Formschluss auf, wobei der äußere Formschluss mithilfe von Formschlusselementen 8 entsprechend der Blattfeder der 13 realisiert wird, sodass eine Mittenklemmung formschlüssig auf die Zwischenschichten 6 und 7 angeordnet werden kann. Die Formschlusselemente 9 sind für einen inneren Formschluss der Zwischenschichten 6 und 7 mit dem Federkörper 2 der Blattfeder 1 ist entsprechend dem Formschluss der Blattfeder 1 der 14 ausgebildet.
Die Blattfeder 1 der 16 entspricht im Wesentlichen der der 15, wobei allerdings die Zwischenschichten 6, 7 keine Formschlusselemente für einen äußeren Formschluss mit einer Mittenklemmung vorgesehen sind. Formschlusselemente 9 für einen inneren Formschluss der Zwischenschichten 6 und 7 mit dem Federkörper 2 der Blattfeder 1 sind allerdings auch hier enthalten und entsprechend dem Formschluss der Blattfedern 1 der 14 und 15 ausgebildet
Bezugszeichenliste

1: Blattfeder
2: Federkörper
4: Fläche
5: Fläche
6: Zwischenschicht
7: Zwischenschicht
8: Formschlusselement
9: Formschlusselement
10: Ende
11: Ende
12: Positionierungshilfe
13: Dichtkante
14: Werkzeug
15: Halbzeug
16: Seitenwand
17: Seitenwand
18: Hohlraum
19: Einspritzöffnung
20: Fügebereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3807930 A1 [0003]
EP 0240676 A1 [0004]
DE 3935795 A1 [0004]

Claims

Blattfeder (1) mit einem Federkörper (2) aus einem Faserverbundwerkstoff und einer Mittenklemmung, wobei diese an gegenüberliegenden Flächen (4, 5) des Federkörpers (2) angeordnete Zwischenschichten (6, 7) einklemmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschichten (6, 7) aus einem Kunststoff oder Elastomer bestehen und mit dem Federkörper (1) wirkverbunden sind.
Blattfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Zwischenschichten (6, 7) aus einem faserverstärkten, insbesondere glasfaserverstärkten Kunststoff besteht.
Blattfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Zwischenschichten (6, 7) zumindest abschnittsweise mittels eines Stoff-, Form- und/oder Kraftschlusses mit dem Federkörper (2) verbunden sind.
Blattfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der gegenüberliegenden Flächen (4, 5) des Federkörpers (2) mit wenigstens einem Formschlusselement (8) versehen ist, in welche entsprechende Formschlusselemente (9) einer Zwischenschicht (6, 7) eingreifen, wobei der Formschluss vorzugsweise mittels der Mittenklemmung (3) fixiert ist.
Blattfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Zwischenschichten (6, 7) mittels eines Spritz-, Press- oder Gießverfahrens hergestellt und zumindest teilweise dabei stoffschlüssig mit dem Federkörper (2) verbunden ist.
Blattfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschichten (6, 7) mittels der Mittenklemmung (3) kraftschlüssig mit dem Federkörper (2) verbunden sind.
Blattfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschichten (6, 7) U-förmig ausgebildet und an ihren Enden (10, 11) miteinander gefügt sind.
Blattfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Zwischenschichten (6, 7) für sich als einteiliges Bauteil ausgebildet ist.
Blattfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Federkörper (2) Positionierungshilfen (12) angeordnet sind.
Blattfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschichten (6, 7) der Steifigkeit des Federkörpers (2) angepasst sind.