EP1948958A1 - Blattfeder bestehend aus einem speziellen faserverbundwerkstoff - Google Patents

Blattfeder bestehend aus einem speziellen faserverbundwerkstoff

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Publication number
EP1948958A1
EP1948958A1 EP06818044A EP06818044A EP1948958A1 EP 1948958 A1 EP1948958 A1 EP 1948958A1 EP 06818044 A EP06818044 A EP 06818044A EP 06818044 A EP06818044 A EP 06818044A EP 1948958 A1 EP1948958 A1 EP 1948958A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
leaf spring
composite material
fibre
hexion
resin
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06818044A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Clemens Aulich
Rainer Förster
Heiko Kempe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IFC Composite GmbH
Original Assignee
IFC Composite GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by IFC Composite GmbH filed Critical IFC Composite GmbH
Publication of EP1948958A1 publication Critical patent/EP1948958A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/366—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers made of fibre-reinforced plastics, i.e. characterised by their special construction from such materials
    • F16F1/368—Leaf springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2224/00—Materials; Material properties
    • F16F2224/02—Materials; Material properties solids
    • F16F2224/0241—Fibre-reinforced plastics [FRP]

Definitions

  • Leaf spring consisting of a special fiber composite material
  • the invention relates to a leaf spring made of a fiber composite material according to the preamble of patent claim 1.
  • Leaf springs are commonly used for suspensions on a vehicle to cushion it against uneven terrain conditions.
  • Such vehicles may in particular be passenger cars, trucks and other commercial vehicles, but also rail vehicles and the like.
  • Leaf springs made of steel have been known for a long time. In these individual, narrow steel sheets are superimposed with decreasing lengths to achieve a variable spring constant with increasing load. By clamping and / or screw the plates of the leaf springs are connected to form a package. When mounting a leaf spring in a motor vehicle, for example, this takes place transversely to the direction of travel, wherein the central region thereof is fixed to the vehicle body, while the two axial ends of the leaf spring in the region of the suspension of the right and left vehicle wheel are arranged.
  • a metallic leaf spring is comparatively inexpensive to manufacture and reliable in operation, but such is disadvantageously difficult, which contributes to a relatively high vehicle weight and thus ultimately causes increased fuel consumption.
  • leaf springs made of fiber composite materials, which are formed, for example, impregnated with synthetic resin glass or carbon fibers and have the same size and comparable spring properties considerably less weight than steel leaf springs.
  • Such composite fiber leaf springs are produced, for example, from individual resin-impregnated fiber layers. These prepregs are manufactured and / or cut to the desired shape and placed one above the other in a mold that corresponds to the dimensions of the leaf spring, and then the green leaf spring in the mold under the influence of Hardened pressure and heat.
  • a leaf spring made of a fiber composite material which consists of a central arc section and ends of peripheral sections in one piece.
  • the peripheral portions have at their respective axial end an eyelet with an opening for receiving a bolt for the purpose of securing the leaf spring to the vehicle chassis.
  • the disadvantage here is the introduction of the attachment eye in the leaf spring, which can only be realized by a structurally complex mold or by a severing the fibers punching process.
  • the end portions are chamfered.
  • the respective end section is cut to size after curing of the leaf spring of the bevelled shape. This has the consequence that also the fibers of the material are cut.
  • the interfaces often lead to cracks, which emanate from the interfaces and extend substantially parallel to the longitudinal extent of the fibers at permanent alternating loads of the leaf spring. These cracks in turn can lead to breakage of the leaf spring.
  • a leaf spring made of a fiber composite material which is narrower and thicker at its axial ends than in a central, rectangular section.
  • the region of the axial ends of the leaf spring can be approximately trapezoidal in plan view.
  • the area of rectangular cross sections of the leaf spring from one spring end to the other spring end may be constant according to another variant.
  • the composite fibers are uncut from one to the other axial end.
  • the geometry of the leaf spring is produced during its manufacture by compression molding.
  • a leaf spring made of a fiber composite material having a central longitudinal portion and axial ends for a suspension on a vehicle in which the axial ends are formed with respect to the leaf spring width is tapered, and in the axially aligned fibers of the fiber composite material are uncut to the end edge of the leaf spring out.
  • this leaf spring it is provided in this leaf spring that it is constructed of resin-impregnated fiber layers, which have in the manufacture of the leaf spring at its axial ends in a plan view of a V-shaped geometry or a V-shaped notch and thus two transverse to the longitudinal extent of the leaf spring forming trained thighs. These two legs are placed close together and hardened in the manufacturing process, so that the finished leaf spring is approximately trapezoidal in the region of its ends and has no material thickening in this area.
  • the leaf spring can be reinforced in its central region by geometrically simple, rectangular fiber layers in terms of their component thickness, while being used to form the V-shaped axial ends of the leaf spring appropriately trained and guided over the entire component length fiber layers.
  • a leaf spring according to DE 10 2004 010 768 A1 has several advantages, since it has substantially constant cross-sectional areas over almost its entire length and a constant thickness with reduced width at the axial end, without having to cut it at its axial ends. Finally, it is known from DE 41 06 658 A1 and DE 44 22 473 C2 that the fiber volume fraction in a fiber composite leaf spring with good technical properties is more than 50%, preferably 60% to 70%.
  • the invention has the object to produce a leaf spring according to DE 10 2004 010 768 A1 from a fiber composite material having such a ratio of fibers and the still liquid workpiece component and such a mixing ratio of the components of the still liquid workpiece component that the Leaf spring technically simple and inexpensive to produce, and, for example, when used in a small commercial vehicle, such as a city delivery vehicle that can withstand during its operation occurring loads on the maximum life.
  • the invention is based on a leaf spring made of a fiber composite material having a central longitudinal portion and two adjoining axial end portions for a suspension on a vehicle, wherein the end portions are tapered with respect to the leaf spring width, wherein the leaf spring is composed of resin-impregnated fiber layers, said axially aligned fibers of the fiber composite material extend unabridged to the axial ends of the leaf spring, and wherein the axial end portions before completion of the leaf spring have a substantially V-shaped geometry or a substantially V-shaped notch and thus axially two transverse to Form longitudinal extension of the leaf spring formed legs, said legs are close to each other in the finished leaf spring, and wherein the fiber volume fraction in the cured leaf spring is more than 50%.
  • the fiber composite material of said leaf spring consists of: a) the EPR 05322 Hexion, b) the EPH 778 hardener Hexion c) the accelerator EPC 120 Hexion, and d) glass fibers of the type SE 1500 2400 tex AdvantexT30 from Owens Corning Fiberglass, wherein 0.012 kg to 0.018 kg of hardener and 0.003 kg to 0.007 kg of accelerator are mixed in the not yet hardened leaf spring to form the initially liquid workpiece component to a weight of 0.1 kg of synthetic resin.
  • EPR 05322 resin has also become known as EPIKOTE TM Resin 05322 or BAKELITE® EPR 05322. It is a water-insoluble, modified epoxy resin with bisphenol A-epichlorohydrin resins MG ⁇ 700. The flash point of this synthetic resin is more than 200 ° C.
  • the EPH 778 hardener has also become known as EPIKURE TM Curing Agent 778 or BAKELITE® EPH 778. It is a water-insoluble epoxy hardener with bisphenol A-epichlorohydrin resins MW ⁇ 700. The flash point of this hardener is more than 200 0 C. The vapor pressure at 20 ° C is less than 0.1 hPa, the density at 20 ° C. is about 1, 2 g / cm 3 .
  • the EPC 120 accelerator has also become known as EPIKURE TM Catalyst 120 or BAKELITE® EPC 120. This is a water-insoluble epoxy hardener with bisphenol-A-epichloro- hydrinharze molecular weight ⁇ 700. The flash point of this accelerator is more than 200 0 C. The ignition temperature is more than 380 0 C. The density at 20 ° C is about 1.2 g / cm 3 .
  • leaf springs produced in this way showed that their production is relatively inexpensive and easy to carry out.
  • leaf springs hold all static and dynamic loads that typically occur during the life of a motor vehicle, especially a small commercial vehicle, such as in a city delivery vehicle with up to 7,500 kilograms gross vehicle weight.
  • the first line of this table illustrates that the initially liquid constituents of the leaf spring according to the invention completely cure.
  • a laminate produced according to the invention is characterized by a curing temperature of 85 ° C. with a minimum curing time of 10 hours.
  • the glass fibers of type SE 1500 2400 tex AdvantexT30 from Owens Coming Fiberglas have the following material properties:
  • the TEX number is 2400 ⁇ 8%, so that a 10 meter long roving unwound from a roll of these glass fibers weighs 2400 grams ⁇ 8%.
  • the maximum tensile strength is 908 MPa and the elongation modulus is 73 GPa ⁇ 1.5 GPa.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Blattfeder aus einem Faserverbundwerkstoff mit einem zentralen Längsabschnitt und zwei daran anschließende axiale Endabschnitte für eine Radaufhängung an einem Fahrzeug, bei der die Endabschnitte hinsichtlich der Blattfederbreite sich verjüngend ausgebildet sind, wobei die Blattfeder aus harzgetränkten Fasergewebelagen aufgebaut ist, wobei sich axial ausgerichtete Fasern des Faserverbundwerkstoffs ungekürzt bis zu den axialen Enden der Blattfeder erstrecken, und bei der die axialen Endabschnitte vor Fertigstellung der Blattfeder eine im Wesentlichen V-förmige Geometrie bzw. einen im Wesentlichen V-förmigen Einschnitt aufweisen und somit axial jeweils zwei quer zur Längserstreckung der Blattfeder ausgebildete Schenkel bilden, wobei diese Schenkel in der fertiggestellten Blattfeder eng aneinander liegen, und wobei der Faservolumenanteil in der ausgehärteten Blattfeder mehr als 50% beträgt. Gemäß der Erfindung ist diese Blattfeder aus folgendem Faserverbundwerkstoff hergestellt: a) dem Kunstharz EPR 05322 der Firma Hexion, b) dem Härter EPH 778 der Firma Hexion, c) dem Beschleuniger EPC 120 der Firma Hexion, und d) Glasfasern des Typs SE 1500 2400 tex AdvantexT30 der Firma Owens Corning Fiberglas, wobei in der noch nicht ausgehärteten Blattfeder zur Bildung der zunächst flüssigen Werkstückkomponente einem Gewicht von 0,1 Kilogramm Kunstharz 0,012 kg bis 0,018 Kilogramm Härter sowie 0,003 Kilogramm bis 0,007 Kilogramm Beschleuniger zugemischt ist.

Description

Blattfeder, bestehend aus einem speziellen Faserverbundwerkstoff
Die Erfindung betrifft eine Blattfeder aus einem Faserverbundwerkstoff gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Blattfedern werden üblicherweise für Radaufhängungen an einem Fahrzeug verwendet, um dieses gegen unebene Gelände- bzw. Fahrwegbeschaffenheiten abzufedern. Solche Fahrzeuge können insbesondere Personenkraftwagen, Lastkraftwagen und andere Nutzfahrzeuge, aber auch Schienenfahrzeuge und dergleichen sein.
Seit langem bekannt sind Blattfedern aus Stahl. Bei diesen sind einzelne, schmale Stahlbleche mit kleiner werdenden Längen übereinander gelegt, um eine variable Federkonstante bei zunehmender Belastung zu erreichen. Durch Klammerungen und/oder Schraubverbindungen sind die Bleche der Blattfedern zu einem Paket verbunden. Bei der Montage einer Blattfeder in einem Kraftfahrzeug erfolgt diese beispielsweise quer zur Fahrtrichtung, wobei der mittlere Bereich derselben an der Fahrtzeugkarosserie festgelegt ist, während die beiden axialen Enden der Blattfeder im Bereich der Aufhängung des rechten bzw. des linken Fahrzeugrades angeordnet sind. Wenngleich eine metallische Blattfeder vergleichsweise kostengünstig herstellbar und zuverlässig im Betrieb ist, so ist eine solche jedoch nachteilig schwer, welches zu einem relativ hohen Fahrzeuggewicht beiträgt und damit letztlich einen erhöhten Kraftstoffverbrauch verursacht.
Bekannt sind auch Blattfedern aus Faserverbundmaterialien, welche beispielsweise aus mit Kunstharz getränkten Glas- oder Kohlenstofffasern gebildet sind und bei gleicher Größe sowie vergleichbaren Federeigenschaften erheblich weniger Gewicht aufweisen als Stahl-Blattfedern. Solche Faserverbund-Blattfedern werden beispielsweise aus einzelnen harzgetränkten Faserlagen herge- stellt, die unter dem Begriff „Prepreg" bekannt sind. Diese Prepregs werden in der gewünschten Gestalt gefertigt und/oder zugeschnitten und übereinander in eine Pressform eingelegt, die den Abmessungen der Blattfeder entspricht. Anschließend wird die Roh-Blattfeder in der Pressform unter Einwirkung von Druck und Wärme ausgehärtet.
Aus der DE 102 21 589 A1 ist eine Blattfeder aus einem Faserverbundmaterial bekannt, die einstückig aus einem zentralen Bogenabschnitt und end- seitig aus peripheren Abschnitten besteht. Die peripheren Abschnitte besitzen an ihrem jeweiligen axialen Ende eine Öse mit einer Öffnung zur Aufnahme eines Bolzens zum Zwecke der Befestigung der Blattfeder am Fahrzeugchassis. Nachteilig hierbei ist die Einbringung der Befestigungsöse in die Blattfeder, die nur durch eine konstruktiv aufwendige Pressform oder durch einen die Fasern durchtrennenden Stanzvorgang zu realisieren ist.
Bei anderen Blattfederkonstruktionen aus Faserverbundwerkstoffen sind die Endabschnitte angeschrägt. Dabei wird der jeweilige Endabschnitt nach dem Aushärten der Blattfeder der angeschrägten Form entsprechend zurechtge- schnitten. Dies hat zur Folge, dass auch die Fasern des Werkstoffes angeschnitten werden. Die Schnittstellen führen bei Dauerwechselbelastungen der Blattfeder häufig zu Rissen, die von den Schnittstellen ausgehen und im Wesentlichen parallel zur Längserstreckung der Fasern verlaufen. Diese Risse wiederum können zum Bruch der Blattfeder führen.
Aus der EP 0 093 707 B1 beziehungsweise der dazu parallelen US 4,557,500 B1 ist eine Blattfeder aus einem Faserverbundmaterial bekannt, die an ihren axialen Enden schmaler und dicker als in einem zentralen, rechteckigen Abschnitt ausgebildet ist. Der Bereich der axialen Enden der Blattfeder kann in Draufsicht dabei etwa trapezförmig ausgebildet sein. Die Fläche von rechtwinkligen Querschnitten der Blattfeder von einem Federende bis zu dem anderen Federende kann gemäß einer anderen Variante konstant sein. Bei einer anderen Bauart dieser Blattfeder sind die Verbundfasern von einem bis zum anderen axialen Ende ungeschnitten. Die Geometrie der Blattfeder wird während deren Herstellung durch Pressformen erzeugt.
Außerdem ist aus der DE 102004 010 768 A1 der Anmelderin eine Blattfeder aus einem Faserverbundwerkstoff mit einem zentralen Längsabschnitt und axialen Enden für eine Radaufhängung an einem Fahrzeug bekannt, bei der die axialen Enden hinsichtlich der Blattfederbreite sich verjüngend ausgebildet sind, und bei der axial ausgerichtete Fasern des Faserverbundwerkstoffs ungekürzt bis zur Abschlusskante der Blattfeder geführt sind. Außerdem ist bei dieser Blattfeder vorgesehen, dass sie aus harzgetränkten Faserlagen aufgebaut ist, die bei der Herstellung der Blattfeder an ihren axialen Enden in einer Draufsicht eine V- förmige Geometrie bzw. einen V-förmigen Einschnitt aufweisen und somit jeweils zwei quer zur Längserstreckung der Blattfeder ausgebildete Schenkel bilden. Diese beiden Schenkel werden im Herstellprozess eng aneinandergelegt und ausgehärtet, so dass die fertig gestellte Blattfeder im Bereich ihrer Enden etwa trapezförmig ausgebildet ist und keine Materialaufdickung in diesem Bereich aufweist.
Aus dieser Druckschrift ist zudem bekannt, dass die Blattfeder in ihrem zentralen Bereich durch geometrisch einfache, rechteckige Faserlagen hinsichtlich deren Bauteildicke verstärkt werden kann, während zur Ausbildung der V- förmigen axialen Enden der Blattfeder entsprechend ausgebildete und über die gesamte Bauteillänge geführte Faserlagen verwendet werden.
Eine Blattfeder gemäß der DE 10 2004 010 768 A1 ist mit einigen Vorteilen verbunden, da diese über beinahe ihre gesamt Länge im Wesentlichen konstante Querschnittsflächen sowie eine konstante Dicke mit am axialen Ende verringerter Breite aufweist, ohne dass dieselbe an ihren axialen Enden beschnitten werden muss. Schließlich ist es aus der DE 41 06 658 A1 und der DE 44 22 473 C2 bekannt, dass der Faservolumenanteil in einer Faserverbundblattfeder mit guten technischen Eigenschaften mehr als 50% beträgt, vorzugsweise 60% bis 70%.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Blattfeder gemäß der DE 10 2004 010 768 A1 aus einem Faserverbundwerkstoff herzustellen, welcher ein solches Verhältnis von Fasern und der noch flüssigen Werkstückkomponente sowie ein solches Mischungsverhältnis der Bestandteile der noch flüssigen Werkstückkomponente aufweist, dass die Blattfeder technisch einfach und kostengünstig herstellbar ist, sowie beispielsweise bei einer Nutzung in einem kleinen Nutzfahrzeug, wie etwa einem Stadtlieferfahrzeug, den während dessen Betrieb auftretenden Belastungen über die maximale Lebensdauer standhalten kann.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1. Eine spezielle Auswahl der Mischungsanteile der noch flüssigen Werkstückkomponente ist dem einzigen Unteranspruch entnehmbar.
Demnach geht die Erfindung aus von einer Blattfeder aus einem Faserverbundwerkstoff mit einem zentralen Längsabschnitt und zwei daran anschließenden axialen Endabschnitten für eine Radaufhängung an einem Fahrzeug, bei der die Endabschnitte hinsichtlich der Blattfederbreite sich verjüngend ausgebildet sind, wobei die Blattfeder aus harzgetränkten Faserlagen aufgebaut ist, wobei sich axial ausgerichtete Fasern des Faserverbundwerkstoffs ungekürzt bis zu den axialen Enden der Blattfeder erstrecken, und bei der die axialen Endabschnitte vor Fertigstellung der Blattfeder eine im Wesentlichen V-förmige Geometrie bzw. einen im Wesentlichen V-förmigen Einschnitt aufweisen und somit axial jeweils zwei quer zur Längserstreckung der Blattfeder ausgebildete Schenkel bilden, wobei diese Schenkel in der fertiggestellten Blattfeder eng aneinander liegen, und wobei der Faservolumenanteil in der ausgehärteten Blattfeder mehr als 50% beträgt. Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist vorgesehen, dass der Faserverbundwerkstoff der genannten Blattfeder besteht aus: a) dem Kunstharz EPR 05322 der Firma Hexion, b) dem Härter EPH 778 der Firma Hexion c) dem Beschleuniger EPC 120 der Firma Hexion, und d) Glasfasern des Typs SE 1500 2400 tex AdvantexT30 der Firma Owens Corning Fiberglas, wobei in der noch nicht ausgehärteten Blattfeder zur Bildung der zunächst flüssigen Werkstückkomponente einem Gewicht von 0,1 Kilogramm Kunstharz 0,012 kg bis 0,018 Kilogramm Härter sowie 0,003 Kilogramm bis 0,007 Kilogramm Beschleuniger zugemischt ist.
Bevorzugt ist bei der der noch nicht ausgehärteten Blattfeder einem Gewicht von 0,1 Kilogramm Kunstharz 0,015 kg Kilogramm Härter sowie 0,005 Kilogramm Beschleuniger zugemischt.
Der Kunstharz EPR 05322 ist auch unter der Bezeichnung EPIKOTE™ Resin 05322 oder BAKELITE® EPR 05322 bekannt geworden. Es handelt sich dabei um einen wasserunlöslichen, modifizierten Epoxydharz mit Bisphenol-A- Epichlorhydrinharze MG ≤ 700. Der Flammpunkt dieses Kunstharzes liegt bei mehr als 2000C.
Der Härter EPH 778 ist auch unter der Bezeichnung EPIKURE™ Curing Agent 778 oder BAKELITE® EPH 778 bekannt geworden. Es handelt sich dabei um einen wasserunlöslichen Epoxidhärter mit Bisphenol-A-Epichlorhydrinharze MG < 700. Der Flammpunkt dieses Härters liegt bei mehr als 2000C. Der Dampfdruck bei 20°C ist kleiner als 0,1 hPa, die Dichte bei 20°C beträgt ca. 1 ,2 g/cm3. Der Beschleuniger EPC 120 ist auch unter der Bezeichnung EPIKURE™ Catalyst 120 oder BAKELITE® EPC 120 bekannt geworden. Es handelt sich dabei um einen wasserunlöslichen Epoxidhärter mit Bisphenol-A-Epichlor- hydrinharze MG ≤ 700. Der Flammpunkt dieses Beschleunigers liegt bei mehr als 2000C. Die Zündtemperatur beträgt mehr als 3800C. Die Dichte bei 20°C beträgt ca. 1 ,2 g/cm3.
Mit den oben genannten Merkmalen des Anspruchs 1 wird einem Fachmann mitgeteilt, wie er das Harz-Härter-Beschleuniger-Gemisch anzusetzen hat bzw. wie die Mischungsanteile der flüssigen Komponente in der noch nicht ausgehärteten Blattfeder sind. Dies ist vor allem deshalb sinnvoll, weil in einem kontinuierlichen Fertig u ngsprozess in einer Fabrik, bei dem ständig Faserverbund- Blattfedern hergestellt werden, das Harz-Härter-Beschleuniger-Gemisch kontinuierlich bereitgestellt wird, um damit beispielsweise Prepregs, also harzgetränkte Faserlagen, für den konkreten Aufbau der Faserverbund-Blattfeder herstellen zu können. Dabei ist es dem Fachmann an sich geläufig, dass der Faseranteil in einem ausgehärteten Faserverbundwerkstoff möglichst hoch sein soll. In der Praxis werden Werte von 50% bis 70% Faservolumenanteil erreicht. Der Rest wird durch die ausgehärtete und ehemals flüssige Werkstoff komponente gebildet. Im Übrigen führt ein geringerer Faseranteil allenfalls zu einem qualitativ schlechteren Produkt. Entscheidend ist gemäß der Erfindung die Zusammensetzung der Faserverbund-Blattfeder aus den jeweils angegebenen Materialien und insbesondere aus den Mischungsanteilen der zunächst noch flüssigen Werkstoffkomponente.
Demgemäß beträgt das Gesamtgewicht der fertig gemischten noch flüssigen Werkstückkomponente bezogen auf die Mischungsanteile im Falle der unteren Grenzwerte des Anspruchs 1 beispielsweise:
0,1 Kg + 0,012 Kg + 0,003 Kg = 0,115 Kg beziehungsweise 100 Gewichtsanteile Kunstharz EPR 05322 + 12 Gewichtsanteile Härter
EPH 778 + 3 Gewichtsanteile Beschleuniger EPC 120, in Summe also 115 Gewichtsanteile, und im Fall der oberen Mischungsgrenze 0,1 Kg + 0,018 Kg + 0,008 Kg = 0,126 Kg.
Gemäß einer anderen Darstellungsweise sind diese Mischungsverhältnisse auch als %-Angaben auflistbar. Demnach gilt:
Untere Grenze Obere Grenze
Kunstharz EPR 05322 87,0 % 79,4 %
+ Härter EPH 778 10,4 % 14,3 %
+ Beschleuniger EPC 120 2,6 % 6,3 %
= noch flüssigen Werkstückkomponente: 100,0 % 100,0 %
Untersuchungen an derart hergestellten Blattfedern zeigten, dass deren Herstellung vergleichsweise kostengünstig und einfach durchführbar ist. Zudem halten derartige Blattfedern allen statischen und dynamischen Lasten stand, die typischerweise während der Lebensdauer eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines kleinen Nutzfahrzeuges auftreten, wie beispielsweise bei einem Stadtlieferfahrzeug mit bis zu 7.500 Kilogramm zulässigem Gesamtgewicht.
Zu den oben mit ihren aktuellen Warenbezeichnungen genannten Bestandteilen der zunächst flüssigen Werkstückkomponente werden nachfolgend zusätzlichen Werkstoffeigenschaften angegeben:
Die erste Zeile dieser Tabelle verdeutlicht, dass die zunächst flüssigen Bestandteile der erfindungsgemäßen Blattfeder vollständig aushärten. Ein gemäß der Erfindung hergestelltes Laminat zeichnet sich durch eine Härtungstemperatur von 850C bei einer Mindesthärtungszeit von 10 Stunden aus.
Die Glasfasern des Typs SE 1500 2400 tex AdvantexT30 der Firma Owens Coming Fiberglas weisen folgende Materialeigenschaften auf:
Die Glasfasern sind mit einer Epoxydharz-Schlichte von EP= 0,55% versehen. Die TEX-Nummer ist 2400 ± 8%, so dass ein 10 Meter langer, von einer Rolle abgewickelter Roving aus diesen Glasfasern 2400 Gramm ± 8% wiegt. Die maximale Zugfestigkeit beträgt 908 MPa und das Dehnungsmodul beträgt 73 GPa ± 1,5 GPa. Die Filament-Nummer 4000 ± 200.

Claims

Patentansprüche
1. Blattfeder aus einem Faserverbundwerkstoff mit einem zentralen Längsabschnitt und zwei daran anschließende axiale Endabschnitte für eine Radaufhängung an einem Fahrzeug, bei der die Endabschnitte hinsichtlich der Blattfederbreite sich verjüngend ausgebildet sind, wobei die Blattfeder aus harzgetränkten Fasergewebelagen aufgebaut ist, wobei sich axial ausgerichtete Fasern des Faserverbundwerkstoffs ungekürzt bis zu den axialen Enden der Blattfeder erstrecken, und bei der die axialen Endabschnitte vor Fertigstellung der Blattfeder eine im Wesentlichen V-förmige Geometrie bzw. einen im Wesentlichen V-förmigen Einschnitt aufweisen und somit axial jeweils zwei quer zur Längserstreckung der Blattfeder ausgebildete Schenkel bilden, wobei diese Schenkel in der fertiggestellten Blattfeder eng aneinander liegen, und wobei der Faservolumenanteil in der ausgehärteten Blattfeder mehr als 50% beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserverbundwerkstoff der Blattfeder besteht aus: a) dem Kunstharz EPR 05322 der Firma Hexion, b) dem Härter EPH 778 der Firma Hexion, c) dem Beschleuniger EPC 120 der Firma Hexion, und d) Glasfasern des Typs SE 1500 2400 tex AdvantexT30 der Firma Owens Corning Fiberglas, wobei in der noch nicht ausgehärteten Blattfeder zur Bildung der zunächst flüssigen Werkstückkomponente einem Gewicht von 0,1 Kilogramm Kunstharz 0,012 kg bis 0,018 Kilogramm Härter sowie 0,003 Kilogramm bis 0,007 Kilogramm Beschleuniger zugemischt ist,
2. Blattfeder nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in der noch nicht ausgehärteten Blattfeder einem Gewicht von 0,1 Kilogramm Kunstharz 0,015 kg Kilogramm Härter sowie 0,005 Kilogramm Beschleuniger zugemischt ist.
EP06818044A 2005-11-11 2006-11-04 Blattfeder bestehend aus einem speziellen faserverbundwerkstoff Withdrawn EP1948958A1 (de)

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