JPS62244755A - 曲げ支持体 - Google Patents

曲げ支持体

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JPS62244755A
JPS62244755A JP62087248A JP8724887A JPS62244755A JP S62244755 A JPS62244755 A JP S62244755A JP 62087248 A JP62087248 A JP 62087248A JP 8724887 A JP8724887 A JP 8724887A JP S62244755 A JPS62244755 A JP S62244755A
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bending support
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特許請求の範囲第１項の上位概念に述べた種
の、特に軌道車両の台車枠用の曲げ支持体に関する。
繊維結合構造の軌道車両の台車枠は知られており（西ド
イツ特許公報第２９５２１８２号）、それらの台車枠で
は横支柱を介して互いに結合され車輪組みを支承する長
手支持体が求められる支持機能と並んで一次弾性の課題
を一緒に引き受け、予め決めた強度特性及び長手方向に
変わり、比較的弾性のある長手支持体端部によって支持
体中央に向かって増すような比較的高い剛性特性及び同
時に大きなねじり抵抗を備えていなければならない。
それぞれ単一指向性の繊維配向を有する」二部ベルト及
び下部ベルトと、これらベルト間で間隔保持体として設
けられた繊維結合押しウェブとを有するＩ型輪郭形式に
より形成されている周知の繊維曲げ支持体はしかし相変
わらず高い曲げ強度と曲げ剛性を有し且つ非常に低いね
じり抵抗を有している。その様な曲げ支持体においては
更に、とりわけ高い力学的な負荷がいちいち曲げ支持体
内に導入される時に、単一指向性の強化繊維の充分確実
な結合を互いに且つ押しウェブに対して達成する困難が
生ずる。
更に繊維ストランドの中に埋め込まれた繊維層を有する
単一指向性の１つの繊維ストランドからできているか（
西ドイツ特許公開公報第３１１９８５６号）、さもなく
ば上部及び下部の単−指同性ベルトとその間に位置する
繊維結合間隔層でもって多層的に形成されている繊維結
合材料製の曲げばねが知られており、この間隔層には側
方に突出する力導入接目板が設けられている（西ドイツ
特許公報第３２３８０９９号）。このような曲げばねは
勿論曲げ支持体としては使用されず、これらに比べてそ
の曲げ強度及びねじり強度に関して非常に高い自重を有
するものである。
本発明の課題は、繊維結合材料でできた上述した種の曲
げ支持体を、重工的に適した材料の利用及び分配によっ
て高いねじり強度及び支持体長手方向に変わる予め決め
うる曲げ強度並びに大きな負荷安全性が達成されるよう
に形成することである。
この課題は本発明によれば特許請求の範囲第１項で特徴
付けた曲げ支持体によって解決される。
本発明に従う曲げ支持体によれば繊維結合芯体の特別な
形成に基づいて上部及び下部の単一指向性の繊維ストラ
ンドにおける押１．ウェブ装置の非常に大面積の結合や
負荷を受けてばっくり開かないようこの繊維ストランド
の有効な確実性が保証され、そして同時に上部ベルトと
下部ベルトとの間の範囲で互いに列を成して並んだねじ
りボックスの種類により構成され、それ相応に高直線的
によじりに強い曲げ支持体構造を達成され、しかも個々
の押しウェブ間の中空室内に、従ってねじりボックスの
内部に逐一の力の導入に対して問題なく場所的な補強が
固定されうるような特別性をもって達成される。
本発明に従う繊維結合曲げ支持体でもってとりわけ軌道
車両の高速台車枠においても設定される強度及び剛性に
対する要求が全範囲で且つ繊維結合に合った重工的に好
ましい製造技術的に簡栄な方法で満たされるものである
。
本発明は更に有利な形態においては、中空室が特に発泡
材の如き充填材で充填され、それにより押しウェブ装置
が曲げ支持体の幅の方向で何倍も成層されたサンドイッ
チ構造により形成され、そして曲げ支持体の負荷吸収特
性がほとんど重量が重くなることなくはっきりと改良さ
れる。改良された負荷吸収特性の理由から同様に押しウ
ェブは本発明の別の態様に従う押しウェブが特に好まし
いようにほぼ等方性の繊維層構造を有するものであり、
即ちこれらの押しウェブは各押しウェブ平面のあらゆる
方向でほぼ同じ強度特性及び剛性特性を有するものであ
る。
特に簡単で負荷確実な力の導入のために本発明の別の態
様によれば押しウェブにおける上部及び下部繊維ストラ
ンドの間の曲げ支持体の各負荷接続個所を次の様に形成
することを奨励するものである、即ち押しウェブがウェ
ブ側に貼り付けられ、中空室を橋渡しする繊維結合挿入
部材によって場所的に強化されている様に形成すること
を奨励するものである。ねじボルト固定のため特に充分
確実に張った挿入部材の形成に鑑みて本発明の別の態様
に従う挿入部材はより目的に叶うように支持体長手方向
に対して横方向はぼ押しウェブの平面の広がりに対して
垂直に延びる繊維配向を有している。
曲げ支持体のねじり強度を更に高めるために、繊維スト
ランド及び押しウェブ装置は特に有利には、曲げ支持体
外側にもたらされ繊維ストランド結合材料でできたねじ
りに強い被覆外皮に工っで取り囲まれており、その外皮
はねじり応力に合わせた補強作用に鑑みて支持体長手軸
に関し±４５°で交差する繊維配向を有している。
非常に簡単で重さを節約する方法で予め決めた長手方向
に変わる弾性特性であって、曲げ支持体の中央の範囲で
比較的高い曲げ強度を有する弾性特性を曲げ支持体に与
えるために、更に別の態様に従うウェブ装置はそれ相応
に同一形状でなく曲げ支持体端部の方へ向かって減少す
るウェブ高さを有し、一方性のものでは上部及び下部の
単一指向性繊維ストランドが曲げ支持体長手方向にほぼ
一定の断面を有し、従って曲げ応力は支持体の全長に渡
ってほぼ等しくなる。
高い負荷確実性に鑑み本発明の更に本質的な形態は、互
いに平行で繊維ストランドの長さに渡って横に向いてい
て押しウェブの間に延び且つ押しウェブの平面の広がり
に対してほぼ垂直の繊維配向を有する組織ストリップが
単一指向性の繊維ストランドの中に敷かれている。これ
により単一指向性の繊維ストランド内で既にその前に硬
化され発泡材充填によっである間隔に保持された押しウ
ェブに対して垂直に生ずる硬化サイクルの間、樹脂マト
リックスの収縮が効果的に阻止され、そして繊維ストラ
ンドと押しウェブとの間の確実で大面積の結合が保証さ
れるが、これはウェブの推進伝達のために極めて重要な
ことである。同じ理由から選択的にまたは、とりわけ押
しウェブ間隔が大きい時には、付加的に別の態様に従い
ウェブにはフォイル接着剤が与えられ、そのため押しウ
ェブと単一指向性の繊維ストランドとの間の各境界面に
弾性層が維持される。単一指向性の繊維ストランドと押
しウェブの間の収縮を起こすことにより薄層の裂ける現
象を阻止する別の可能性が示されるが、押しウェブは繊
維ストランドに係合するその縁部領域にウェブ上方縁乃
至下部縁から長手方向にスリットが設けられ、それによ
りウェブの厚み方向に弾性的に形成されているものであ
る。
次に図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明するこ
とにする。
繊維結合材料製の第１図に示された台車フレームはクロ
スメンバー４により相互に結合された２つの曲げ支持体
６から出来ており、この支持体はその端部で図示してい
ない車輪軸を軸受しており、その支持体中央部には貫通
口８（第２図）の形をした負荷導入個所が設けられてお
り、それらの貫通口の所で車体支承部及び車体枢着部か
ら生ずる負荷が例えば同しく図示していない金属金具及
び引っ張りボルトを介して支持体６に導入される。曲げ
支持体６によって支持機能と並んで付加的に一次弾性の
課題も一緒に引き受けられる、即ち支持体は予め決めた
強度特性以外にも限定された剛性特性も得していなけれ
ばならず、即ち非常にねじり強さがあり、台車フレーム
の平面で曲げ強さがなければならず、そして同時に垂直
方向に、従って台車平面に垂直に、曲げ支持体６の長さ
に渡って予め決めた方法で変わる弾性特性を備えており
、しかも支持体が曲げ支持体端部で比較的曲げ弾性があ
り、曲げ支持体中央の範囲でそれに反して非常に曲げ強
く形成されている様に弾性特性を備えている。
これら強度に対する要求及び剛性に対する要求に繊維結
合を取り入れ重量を軽くする方法で応するために、支持
体６は個々に第３〜６図に示した内部構造を有している
。支持体はそれぞれ一定断面を持ち、単一指向性の繊維
配向を持って支持体全長に渡って延びる繊維ストランド
の形をした上部ベルト及び下部ベルト１Ｏ１１２並びに
上下ベルト１０．１２をある間隔に保つ押しウェブ装置
Ｉ４を含み、その装置は、支持体６の幅に渡って薄板状
に配分され垂直に立ち曲げ支持体端部の間に貫通して延
びる薄壁状の個別ウェブ１６で出来ており、それらのウ
ェブはそれぞれ全方向の繊維層構造を備えている。
即ち第４図で十字状しま−ハッチングで現した０°、９
０°、及び±４５°の繊維配向を有している。
曲げ支持体の所望の弾性特性に応じて曲げ支持体の長手
方向におけるウェブ装置１４の高さが変わる。即ち個々
のウェブ１６は曲げ支持体端部に向かって減少するウェ
ブ高さを存しており、繊維ストランド１０．１２に対し
て押しウェブ装置Ｉ４の良好な結合および負荷を受けて
ばっくり開かないようにストランドの有効な保護を得る
ために、ウェブ１６の上方及び下方の縁部領域が単一指
向性のストランド１０．１２に差し込まれており、これ
らストランドと平面的に貼り付けられている。ウェブ１
６によって制限された中空室１８が、例えば耐熱性のポ
リイミド発泡体で出来た発泡体ストリップ２０で充填さ
れている。
外側で繊維ストランド１０．１２及び押しウェブ装置１
４がねじりに強い繊維結合体の被覆外反２２によって取
り囲まれており、その外皮は上方および下方のＵ字形の
皿状部材２４，２６と、これらの間で繋がれた側方のね
じり外皮部材２８から出来ており、これらの中に曲げ支
持体長手方向に関する繊維が±４５°で延びており、そ
れは第４図に再度付属する十字しま−ハッチングによっ
て示されている。
第５図及び第６図に示されている様に、負荷導入口８は
中空室１８の範囲内押しウェブ１６に形成されており、
その際押しウェブ１６の場所による強化のために繊維結
合挿入部材３０が設けられ、その部材は中空室１８を貫
通し、両側に付属した押しウェブ１６で貼り付けられて
いる。挿入部材３０の層構造は、それが負荷導入金具の
ねじ止めによって生ずる押圧力を吸収する様に選択され
ている。この目的のために挿入部材３０は第５図に示し
押しウェブ１６の平面の広がりに対して垂直に延びる繊
維配向を有している。
曲げ支持体６を製造するためにまず個々の発泡体ストリ
ップ２０か輪郭に合わせて切り整えられ、ある厚みに加
工され、次に力導入個所に切欠部が設けられ、この切欠
部の中に前辺て硬化され個々の発泡体ストリップ２０の
厚みに切られた挿入部材３０が挿入される。引き続いて
同じく既に硬化され切断された押しウェブＩ６が発泡体
ストリップ２０とこれらの中に配設された押入部材３０
で貼り付けられる。そのようにして生じた部分組み立て
体は多層のサンドイッチ構造の方法で組織され、曲げ支
持体６の繊維結合芯体を形成し、その際上方および下方
の押しウェブ縁部領域は繊維結合芯体を越えて自由に突
出する。
自由に突出する押しウェブ縁部領域の間に次に上方と下
方の単一指向性の繊維ストランドｌ０１１２がまだ硬化
していない状態で挿入され、引き続いて同じくまだ硬化
していない繊維結合材料からなるねじり外皮２２が取り
付けられる。
繊維ストランド１０．１２とねじり外皮２２とを同時に
硬化した後負荷導入個所８は孔が開けられ、しかも穿孔
過程の間挿入部材３０をねじれないように確保するため
に、挿入部材の中心軸に対して偏心して開けられる。
第４図によれば単一指向性の繊維ストランド１０（およ
び１２も）の中に規則的な間隔を置いて互いに平行で繊
維ストランド１０．１２の全長に渡って押しウェブ１６
の門構方向に延びる組織ストリップ３２が挿入されてお
り、それらのストリップは繊維ストランド１０．１２と
一緒に硬化され、その強化繊維は主に押しウェブ１６の
平面の広がりに対して垂直に向けられており、これは第
４図において従属する十字しま−ハッチングのこの方向
でより高い繊維密度により示されている。この組織スト
リップ３２によって単一指向性の繊維ストランド１０．
１２の樹脂マトリックスの収縮は硬化サイクルの開腹に
その前に硬化され且つ発泡材料ストリップ２０及び挿入
部材３０により固定した間隔で互いに並んで保持された
押しウェブ１６に対して垂直に阻止され、押しウェブ縁
部領域の位置限定する単一指向性の繊維部分ストランド
との良好で大面積の薄片に裂けることのない貼り付けが
保証される。選択的にまたは−押しウェブＩ６の間の間
隔が比較的大きい場合−また付加的に同じ目的のために
押しウェブ縁部領域と位置限定する繊維部分ストランド
との間にフォイル接着剤３４（第４図）も挿入され、こ
の接着剤は押しウェブの横方向に弾性的な中間層を形成
し、それによって硬化サイクルの間収縮される剥離現象
が阻止され、および／または押しウェブ１６はそれら発
泡体ストリップ２０を越えて突出する縁部領域で収縮の
バランスを採るために中央のウェブ上部縁乃至は下部縁
に対して一側に開く長手スリット３６がウェブ厚み方向
に可撓性に形成されうるちのである。
【図面の簡単な説明】 第１図は繊維結合構造をした台車枠の図面であり、第２
図は第１図の台車枠の曲げ支持体の側面図であり、第３
図は第２図の線■−■に沿った曲げ支持体の断面図であ
り、第４図は単一指向性の繊維ストランドの範囲におけ
る第３図の拡大部分断面図であり、第５図は第２図の線
Ｖ−■に沿った曲げ支持体の部分断面図であり、第６図
は第５図の線■−■に沿った部分断面図である。 図中参照番号 ２・・・・・台車枠 ４・・・・・クロスメンバー ６・・・・・曲げ支持体 ８・・・・・貫通口（負荷挿入孔） １０．１２・・・・上部および下部ベルト（繊維ストラ
ンド） １４・・・・押しウェブ装置 １６・・・・押しウェブ １８・・・・中空室 ２０・・・・発泡体ストリップ ２２・・・・ねじり外皮 ２４．２６・・・皿状部分 ２８・・・・ねじり外皮部分 ３０・・・・挿入部材 ３２・・・・組織ストリップ ３４・・・・フォイル接着剤 ３６・・・・長手スリット

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）少なくとも曲げ支持体中央で比較的曲げ強い曲げ
    支持体の端部部分に弾性的に形成された繊維結合構造体
    から出来ており、それが上部ベルト乃至下部ベルトとし
    てそれぞれ支持体長手方向に単一指向性の繊維方向をし
    て形成され且つ曲げ支持体全長に渡って延びる上方及び
    下方の繊維ストランドと、前記繊維ストランド間に間隔
    保持体として設けた繊維結合芯体とを有する特に軌道車
    両の台車枠用の曲げ支持体において、 ａ）繊維結合芯体が、曲げ支持体の幅に渡って薄片状に
    分配され、それぞれ支持体長手方向に延びる中空室（１
    ８）間を限定し且つ支持体長手方向に対して傾いた繊維
    配向を有する繊維結合押しウェブ（１６）から構成され
    ており、 ｂ）前記押しウェブが縁部側で上部及び下部繊維ストラ
    ンド（１０、１２）内に延び、そしてこの中に次の様に
    はめられていること、即ち ｃ）繊維ストランドを有する押しウェブ縁部領域はフォ
    イル接着剤（３４）の形で押しウェブの横方向に弾性接
    着剤結合部により結合されている様にしてはめられてい
    ることを特徴とする曲げ支持体。
  2. （２） ａ）繊維結合芯体が、曲げ支持体の幅に渡って薄片状に
    分配され、それぞれ支持体長手方向に延びる中空室（１
    ８）間を限定し且つ支持体長手方向に対して傾いた繊維
    配向を有する繊維結合押しウェブ（１６）から構成され
    ており、 ｂ）前記押しウェブが縁部側で上部及び下部繊維ストラ
    ンド（１０、１２）内に延び、そしてこの中にはめられ
    ており、 ｃ）繊維ストランド内には、それぞれ互いに平行で繊維
    ストランドの長さに渡って押しウェブの間で横を向くよ
    う延びる組織ストリップ（３２）が押しウェブの平面広
    がりに対して垂直な繊維配向を持って敷かれていること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の曲げ支持体
    。
  3. （３） ａ）繊維結合芯体が、曲げ支持体の幅に渡って薄片状に
    分配され、それぞれ支持体長手方向に延びる中空室（１
    ８）間を限定し且つ支持体長手方向に対して傾いた繊維
    配向を有する繊維結合押しウェブ（１６）から構成され
    ており、 ｂ）前記押しウェブが縁部側で上部及び下部繊維ストラ
    ンド（１０、１２）内に延び、そしてこの中にはめられ
    ており、 ｃ）押しウェブ縁部領域がこれらの中央に取り付けられ
    、ウェブ上方縁乃至ウェブ下方縁に対して一側に開く長
    手スリット（３６）がウェブの厚み方向に可撓性に形成
    されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項また
    は第２項に記載の曲げ支持体。
  4. （４）押しウェブ（１６）が十字状のほぼ等方性の繊維
    配向を有していることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項〜第３項のうちの１項に記載の曲げ支持体。
  5. （５）押しウェブ（１６）の繊維配向が支持体長手方向
    に関して０°、９０°及び±４５°を向いていることを
    特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の曲げ支持体。
  6. （６）上方及び下方の繊維ストランド（１０及び１２）
    間で曲げ支持体（６）の少なくとも２、３の負荷接続個
    所（８）が押しウェブ（１６）に形成されており、その
    際押しウェブがウェブ側で貼り付けられ中空室（１８）
    を橋渡しする繊維結合挿入部材（３０）によって場所的
    に強化されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項〜第５項のうちの１項に記載の曲げ支持体。
  7. （７）挿入部材（３０）が押しウェブ（１６）の平面の
    広がりに対してほぼ垂直に延びる繊維配向を有している
    ことを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の曲げ支
    持体。
  8. （８）押しウェブ（１６）は曲げ支持体（６）の剛性特
    性に応じて変わり且つ曲げ支持体中央に向かって増加す
    るウェブ高さを有することを特徴とする特許請求の範囲
    第１項〜第７項のうちの１項に記載の曲げ支持体。
  9. （９）中空室（１８）が特に発泡材（２０）のような充
    填材で充填されていることを特徴とする特許請求の範囲
    第１項〜第８項のうちの１項に記載の曲げ支持体。
JP62087248A 1986-04-11 1987-04-10 曲げ支持体 Granted JPS62244755A (ja)

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