WO2018158031A1 - Method for producing a leaf spring, and leaf spring and wheel suspension - Google Patents

Method for producing a leaf spring, and leaf spring and wheel suspension Download PDF

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semi
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    • B60G2206/73Rubber; Elastomers

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a leaf spring, in particular a leaf spring for a suspension, with at least two the leaf spring sections embracing connection components, wherein the leaf spring is made of a continuous fiber reinforced first plastic semi-finished product.
  • the invention relates to a leaf spring, in particular a leaf spring for a suspension, with at least two the leaf spring sections embracing connection components, wherein the leaf spring is formed of a continuous fiber-reinforced plastic first semifinished product.
  • the invention has a wheel suspension for a motor vehicle with at least one aforementioned leaf spring to the object.
  • Leaf springs are commonly used for suspension on a vehicle to cushion it against rough road conditions.
  • Such vehicles may in particular be passenger cars, trucks and commercial vehicles, but also rail vehicles and the like.
  • holding elements with bearings arranged separately on the holding elements are usually provided at two central attachment points of the leaf spring.
  • Such holding elements are usually designed as metal shells arranged opposite one another, which surround the leaf spring in sections. Between the respective half-shell and the leaf spring rubber mats are then often arranged, which serve the vibration damping and the fixation of the leaf spring in the connection points.
  • the outside of the holding elements arranged bearings are designed as bearing bushes made of metal with rubber bearings arranged therein and serve the connection to the body. In addition, the bearings connect the two holding elements together and fix them.
  • the components used for connection have a high weight due to the materials used for their production.
  • a leaf spring which is in particular a leaf spring for a suspension.
  • the leaf spring is made of a fiber composite material.
  • the starting point is a semi-finished product consisting of layered prepreg strips.
  • prepregs single resin impregnated fiber fabric layers are referred to, which are manufactured according to the desired shape or cut and placed in a mold, which corresponds to the dimensions of the leaf spring.
  • the leaf spring is set under the action of pressure and heat in the mold.
  • To connect the leaf spring to the body retaining elements are mounted on the leaf spring.
  • the object of the present invention to provide a method for producing a leaf spring, which is characterized by a simplified manufacturing and assembly process. Furthermore, the invention has for its object to provide a leaf spring, which is characterized by a reduced weight and a simplified installation.
  • a leaf spring is produced with at least two connection components surrounding the leaf spring in sections, wherein the leaf spring is produced from an endless fiber-reinforced first plastic semifinished product.
  • the leaf spring made of a fiber-plastic composite is known to be characterized by a low weight and a good load capacity.
  • the connection components preferably each comprise two half-shell-shaped elements which, when combined, form the respective connection component encompassing the leaf spring at their respective section. In this case, the respective connection component completely encloses the leaf spring on the respective associated section and serves there to produce a connection to a vehicle body.
  • connection components are produced from a fiber-reinforced second plastic semifinished product, wherein the first semifinished plastic product and the second semifinished plastic product are joined together in a material-locking manner to form a common component.
  • the leaf spring and the connecting components arranged thereon each consist of a fiber-plastic composite.
  • the cohesive joining of the two plastic semi-finished products leads to a one-piece design of the leaf spring and the connection components. This has the advantage of reducing the complexity and cost of manufacturing and assembling such a leaf spring.
  • the use of fiber-plastic composite for the connection components enables a lightweight, sustainable and customizable design of the connection components as required.
  • the layer structure of the second plastic semifinished product, from which the connection components are produced can be adapted to different load cases.
  • an orientation of +/- 45 ° can be layered and, in the case of high tensile and compressive loads, additionally layered with 0 90 ° orientation.
  • the continuous fiber-reinforced first plastic semi-finished product and the second fiber-reinforced plastic semi-finished product can be in the form of prepreg fibers, in the form of dry fibers or as textile semi-finished products (preforms), in particular in the form of preimpregnated fibers.
  • the second plastic semifinished product can be present as a plastic semi-finished product prepared in advance by Resin Transfer Molding (RTM) or Prepreg Compression Molding (PCM).
  • RTM Resin Transfer Molding
  • PCM Prepreg Compression Molding
  • the second plastic semifinished product can be present either as a short-fiber-reinforced plastic semifinished product, for example in the form of bulk molding compound (BMC) or as thermoset injection molding, or as a long-fiber-reinforced plastic semifinished product, which is designed in particular in the form of sheet molding compound (SMC).
  • BMC bulk molding compound
  • SMC sheet molding compound
  • fibers different fiber types can be used for the connection components, such as carbon, glass, etc.
  • first semifinished plastic product and the second semifinished plastic product are produced or the production process used for their production, they can be connected in the production process by hot pressing cohesively together to form a common component.
  • Resin transfer molding or prepreg compression molding can be used as the manufacturing technology for such a manufacturing process.
  • At least one elastomer layer can be integrated into the first semifinished plastic product or the second semifinished plastic product.
  • the integration in one of the plastic semi-finished products has the advantage that a further process step in the manufacturing process of the leaf spring according to the invention can be saved.
  • the insertion and alignment of a vibration damping rubber mat serving in the half-shell-shaped elements of the connection components, as is required in the state during assembly of the leaf spring eliminates.
  • the implementation of the elastomer layer in the connection components is used for vibration damping and translational and rotational offset compensation.
  • the geometry and the wall thickness of the elastomer layer can be adapted to different load cases occurring on the chassis as well as rotational and translational requirements of the offset compensation.
  • the elastomer layer may have on both sides transverse to the leaf spring recesses, the sections after extend inside. Furthermore, the elastomer layer can be provided on both sides, that is, inside and outside, of the attachment components. As a result, impact and splinter protection can be realized.
  • the integration of the at least one elastomer layer can be carried out during the manufacturing step for materially joining the semifinished plastic products.
  • the unvulcanized elastomer layer can be inserted together with the first and the second plastic semi-finished product in a tool.
  • This can be a forming tool which is used as part of the Resin Transfer Molding process.
  • the elastomer layer can be vulcanized. It can be achieved by vulcanization and bonding with the matrix system of the two plastic semi-finished a cohesive connection between the elastomer layer and the first and second plastic semi-finished product.
  • the individual components, leaf spring, elastomer layer and connection components are fixed in their defined position.
  • the complexity and expense of manufacturing the leaf spring can be further reduced.
  • the integration of the at least one elastomer layer during a manufacturing process for producing the second plastic semi-finished product can be carried out.
  • the unvulcanized elastomer layer together with a multilayer layer structure consisting of fiber-reinforced material can be inserted into a tool and connected to one another in a material-locking manner in a preforming process.
  • wide preforms, i. Plastic semi-finished are manufactured, which are then cut to the required for the half-shell-shaped elements of the connection components width.
  • the components to be joined in the manufacturing process by hot pressing together are inserted in a preheated tool. sets. Then this is closed to start the pressing process. Due to the temperature and the pressure in the cavity, the at least one connecting structure begins to equalize and harden the tool-provided contour. In the course of the hot pressing process, the elastomer layer is then vulcanized.
  • At least one functional component can be integrated into the first semifinished plastic product and / or the second semifinished plastic product.
  • the at least one functional component can be inserted into the tool during the production step for the material-locking connection of the first plastic semi-finished product and the second plastic semi-finished product.
  • at least one functional component during the manufacturing process for producing the second plastic semi-finished product can be integrated into this.
  • At least one sensor can be integrated into the first plastic semi-finished product.
  • the leaf spring can be provided with a sensor by which a change in the fiber composite structure of the leaf spring recognizable and / or loads or overloads or overstress can be detected.
  • the sensor can be integrated into the process step for cohesive connection of leaf spring and connection components.
  • the leaf spring By integrating the bearing elements, an additional rotational / tilting movement of the leaf spring about the longitudinal axis of the connection points, which runs parallel to the vehicle longitudinal axis, are made possible.
  • the leaf spring can be installed for any Radfederwege and the application is significantly expanded.
  • connection components To connect the leaf spring to the body, bores are provided in outer straps of the connection components through which connection elements are passed. Annular metal sleeve can be embedded in these holes to reinforce the bolting to the body of the vehicle. The holes can be researcherdornt or punched out during the manufacturing process for the production of the second plastic semi-finished product or subsequently.
  • the bearing elements to be integrated are designed as ball joints.
  • the bearing elements designed as ball joints can be made one or more parts.
  • a ball head with a conical pin is conceivable, wherein the pin has a threaded portion for screwing to the body at its free end.
  • a likewise one-piece embodiment provides a cylindrical rod with a ball section formed thereon. The cylindrical rod is provided at one end with a threaded portion, while the other end is modeled after a screw head.
  • a two-part embodiment of the ball joint provides that in each case a hollow cylindrical sleeve is integrated with a spherical center portion in the outer flaps of the connection component. To screw with the body is through the hollow cylindrical sleeve a
  • a modification of the two-part embodiment of the ball joint provides that the ball joint of a hollow cylindrical sleeve and a separate spherical shell are formed, whereby the production of these components is simplified.
  • An inventively designed leaf spring is particularly part of a suspension of a motor vehicle and is then provided here as a transverse leaf spring for connecting kinematic points of the suspension in order to transmit movements and forces of the chassis.
  • a wheel suspension comprises at least one leaf spring designed according to the invention.
  • Fig. 1 is a schematic view of a suspension with a leaf spring
  • FIG. 2 is a partial view of a leaf spring with a connection component.
  • FIG. 3 shows a schematic sequence of a method for producing the leaf spring from FIG. 2;
  • FIG. 4 shows a schematic sequence of a method for producing connection components for a leaf spring according to FIG. 2;
  • Figures 5a-5c are sectional views of attachment components having different geometries of an elastomer layer disposed therein;
  • connection component 6 shows an isometric view and a corresponding partial sectional view of a connection component with an integrated functional component according to a first embodiment
  • 7 shows an isometric view and a corresponding partial sectional view of a connection component with an integrated functional component according to a second embodiment
  • FIG. 8 shows an isometric view and a corresponding partial sectional view of a connection component with an integrated functional component according to a third embodiment.
  • Fig. 1 is a schematic view of a suspension 100 of a vehicle with a arranged thereon, made of a fiber-reinforced composite material leaf spring 1 is shown.
  • the leaf spring 1 is composed of an endless fiber-plastic composite, in particular carbon fiber reinforced plastic (CFRP) or glass fiber reinforced plastic (GRP) together.
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • GRP glass fiber reinforced plastic
  • the leaf spring 1 is connected to two connection points 2 with a - not shown here - body of the vehicle.
  • connection component 3 which in each case comprises two half-shell-shaped elements 3a, 3b.
  • connection component 3 which in each case comprises two half-shell-shaped elements 3a, 3b.
  • the connection components 3 are made of a fiber-reinforced composite material.
  • elastomer layer 4 is provided between the respective connection component 3 and the leaf spring 1. The at least one elastomer layer 4 is used for vibration damping, the offset compensation of the leaf spring 1 and the fixation of the leaf spring 1 in the connection points 2.
  • the leaf spring 1 also a - not shown here - be embedded with sensor technology.
  • the half-shell-shaped elements 3a and 3b of the connection components 3 have lug-shaped fastening sections 15 on both sides, in which holes 16 are provided, which later connect to the bodywork serve by screwing.
  • the tab-shaped attachment portions 15 of the shell-shaped elements 3a and 3b of the respective attachment component 3 are aligned opposite each other, so that the holes 16 are aligned.
  • FIG. 3 schematically shows a method for producing the leaf spring 1 with the connection components 3 arranged thereon according to FIG. 2.
  • the manufacture of the leaf spring 1 takes place by the resin molding transfer process.
  • a first plastic semi-finished product 5 for the leaf spring 1 and a second plastic semi-finished product 6 for the connection component 3 are prepared in advance.
  • denoted by reference numeral 7 is a prepared semifinished product, which is the at least one elastomer layer 4 in the unvulcanized state, and by reference numerals 8 and 18 in the leaf spring 1 to be integrated functional components, which in the illustrated embodiment as sensors 9 and as bearing elements 20 are formed.
  • the first plastic semifinished product 5 and the second semifinished plastic product 6 are present as continuous fiber-reinforced plastic semi-finished products in the form of dry fibers or as textile semifinished products (preforms).
  • the plastic semi-finished products 5 and 6 are then positioned in a tool 10 together with the semi-finished products 7 and the functional components 8 to each other, although the plastic semi-finished 5 and 6 while pre-formed but not yet impregnated or cured.
  • the insertion of the components into the tool 10 should take place close to the prefabrication of the plastic semi-finished products 5 and 6 in order to avoid contamination.
  • the reheated tool 10 is closed and the Resin Transfer Molding process started.
  • resin is injected into the tool 10 to impregnate the plastic semi-finished products 5 and 6.
  • a hot pressing process is started.
  • the plastic semifinished products 5 and 6 due to the temperature and the pressure in the cavity, begin to conform to the tool-defined contour and harden.
  • the semi-finished product 7 adapts to the tool-provided contour and is vulcanized.
  • the at least one functional component 8, such as the sensors 9 as the bearing elements 20, embedded can be removed as a one-piece component.
  • the second semifinished plastic products 6 to be provided in preparation for the manufacturing process consist, as already stated, of an endless fiber-plastic composite, preferably of fiberglass or CFRP.
  • Starting point for the second semifinished plastic products 6 form dry continuous fiber structures, which are stacked to form a layer structure.
  • the orientation of the continuous fibers per layer 11 is thereby adapted to the later expected load.
  • the individual layers 11 may have the same fiber orientation or different fiber orientations of the layers 11 stacked one above the other are selected.
  • at high torsional stresses can be increasingly piled up in +/- 45 ° orientation.
  • additional 0 ° or 90 ° orientations of the individual layers 11 can be provided.
  • the semi-finished product 7 is cut.
  • a first method step 12 the layers 11 are cut from which the second plastic semifinished product 6 consists. Subsequently, the cut layers 11 are inserted into a tool 13 and subjected to a shaping and fixing in a second method step 14. Subsequently, the second plastic semi-finished product 6 is removed from the tool 13.
  • holes 16 can be introduced into the second plastic semi-finished product 6.
  • this manufacturing process allows the introduction of metallic sleeves in the plastic semi-finished product 7 to reinforce the holes 16, the inclusion of means for attachment to the body of the Serve vehicle.
  • the holes 15 can also be previously drilled or punched out later.
  • a modification of the method for producing the second plastic semifinished product 6 provides that the non-vulcanized semifinished product 7 is subjected together with the dry layers 11 and preforms to the preform manufacturing process described above, wherein the semifinished product 7 is vulcanized during the second method step 14, so that the elastomer layer 4 is formed. Subsequent to this manufacturing process, the production of the leaf spring 1 by the above-described Resin Molding Transfer process, in a modification of which already provided with the elastomer layer 4 second semi-finished plastic 6 is inserted together with the plastic semi-finished product 5 in the tool 10 and molded with resin is then to connect them by hot pressing materially together.
  • the at least one elastomer layer 4 is integrated, this requires no additional manufacturing process.
  • the geometry and wall thickness of the vibration damping and the rotational and translational offset compensation serving at least one elastomer layer 4 can be adapted to different load cases and requirements. Thus, depending on the requirements of the entire layer structure of the second plastic semi-finished product 6 and the elastomer layer 4 vary.
  • at least one layer of plastic semifinished product 7 can be embedded between two layers of the semifinished product 7 or at least one layer of semifinished product 7 can be enclosed between two layers of plastic semifinished product 6.
  • the arrangement of the layers of plastic semi-finished product 6 and semifinished product 7 takes place during insertion into the tool 10th
  • FIGS. 5a to 5c show a sectional view of the connection components 3 for illustrating the variations of geometry and wall thickness. strengthen the integrated elastomer layer 4 in order to realize different behavior in the vibration damping and the rotational and translational offset compensation.
  • the elastomer layer 4 shown in FIG. 5a has a cuboid cross section with a constant wall thickness.
  • the illustrations in FIGS. 5b and 5c each show an elastomer layer 4 with a greater wall thickness.
  • the geometry deviates from the elastomer layer 4 to the effect that on the outer sides of the elastomer layer 4 recesses 17 are provided, for example, have an approximately arcuate or trapezoidal course.
  • FIG. 6 shows an isometric view and a corresponding partial sectional view of the connection component 3 with functional components 18 integrated therein according to a first embodiment.
  • the leaf spring 1 and the attachment components 3 are manufactured according to the method described above.
  • the integration of the functional components 18 takes place in accordance with the introduction of the sensors 9 together with the insertion of the first and second plastic semi-finished products 5 and 6 in the tool 10.
  • the functional components 18 serve to connect the leaf spring 1 at the connection points 2 to a body 19 of the illustrated only hinted vehicle.
  • the respective functional component 18 is a bearing element 20, which is designed as a one-piece ball joint.
  • the bearing member 20 comprises a hollow cylindrical sleeve 21 having a central spherical shaped portion 22.
  • the spherical portion 22 is integrated between the mounting portions 15 of the connection component 3 in this.
  • a connecting element 23 having a threaded portion extends through the sleeve 21 in order to screw the leaf spring 1 to the body 19 at its connection point 2.
  • the functional component 18 can also be designed in several parts by the hollow cylindrical sleeve 21 and the ball portion 22 are made as separate parts, which are integrated in the production of the leaf spring 1 in the connection components 3.
  • the respective functional component 18 according to the second embodiment forms a bearing element 20, which is also designed as a one-piece ball joint.
  • the bearing element 20 is formed as a made of the solid rod 24 with a central ball portion 25 and an end formed in the rod 24 threaded portion 26. Through the threaded portion 26, the bearing element 20 with the body 19 in Anbin- point 2 strigrobbar. At the opposite end of the rod 24 is a head portion 27 with which a tool force or form-fitting is engageable.
  • the bearing element 20 serves in this embodiment as a bearing and connecting element.
  • FIG. 8 shows an isometric view and a corresponding partial sectional view of the connection component 3 with integrated functional components 18 according to a third embodiment.
  • the respective functional component 18 according to the third embodiment forms a bearing element 20, which also has the functionality of a ball and socket joint.
  • the integrally formed bearing element 20 comprises a spherical head portion 28, to which a pin-shaped portion 29 connects. End side of the pin-shaped portion 29 is provided with a threaded portion 30.
  • a profiled recess 31 is incorporated, in which a tool can engage positively.
  • a resilient leaf spring with connection components made of a fiber-plastic composite can be realized, which is characterized by a reduced weight and a significantly simplified production.
  • the simultaneous assembly of the leaf spring 1, the Anitatiskomponenten3, the elastomer layers 4 and additional functional components 8, 18, in particular the bearing elements 20, to a common component in a single joint manufacturing step complexity and effort in the manufacture and assembly of the leaf spring 1 according to the invention are reduced.

Abstract

The invention relates to a method for producing a leaf spring (1), in particular a leaf spring for a wheel suspension, having at least two attachment components (3) engaging around some sections of the leaf spring (1), wherein the leaf spring (1) is produced from an endless-fiber-reinforced first plastic semi-finished product (5). In order to provide a leaf spring (1), which is characterized by a simpler fabrication and mounting operation, the attachment components (3) are produced from a fibre-reinforced second plastic semi-finished product (6), and the first plastic semi-finished product (5) and the second plastic semi-finished product (6) are connected materially in a fabrication step to form a common component.

Description

Verfahren zur Herstellung einer Blattfeder, sowie Blattfeder und Radaufhängung  Method for producing a leaf spring, and leaf spring and suspension
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Blattfeder, insbesondere einer Blattfeder für eine Radaufhängung, mit zumindest zwei die Blattfeder abschnittsweise umgreifenden Anbindungskomponenten, wobei die Blattfeder aus einem endlosfaserverstärktem ersten Kunststoffhalbzeug hergestellt wird. The invention relates to a method for producing a leaf spring, in particular a leaf spring for a suspension, with at least two the leaf spring sections embracing connection components, wherein the leaf spring is made of a continuous fiber reinforced first plastic semi-finished product.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Blattfeder, insbesondere einer Blattfeder für eine Radaufhängung, mit zumindest zwei die Blattfeder abschnittsweise umgreifenden Anbindungskomponenten, wobei die Blattfeder aus einem endlosfaserverstärktem ersten Kunststoffhalbzeug gebildet ist. Furthermore, the invention relates to a leaf spring, in particular a leaf spring for a suspension, with at least two the leaf spring sections embracing connection components, wherein the leaf spring is formed of a continuous fiber-reinforced plastic first semifinished product.
Schließlich hat die Erfindung noch eine Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer vorgenannten Blattfeder zum Gegenstand. Finally, the invention has a wheel suspension for a motor vehicle with at least one aforementioned leaf spring to the object.
Blattfedern werden üblicherweise für Radaufhängungen an einem Fahrzeug verwendet, um dieses gegen unebene Gelände- bzw. Fahrstraßenbeschaffenheiten abzufedern. Solche Fahrzeuge können insbesondere Personenkraftwagen, Lastkraftwagen und Nutzfahrzeuge, aber auch Schienenfahrzeuge und dergleichen sein. Leaf springs are commonly used for suspension on a vehicle to cushion it against rough road conditions. Such vehicles may in particular be passenger cars, trucks and commercial vehicles, but also rail vehicles and the like.
Zur Anbindung an die Karosserie des Fahrzeugs sind zumeist an zwei zentralen An- bindungspunkten der Blattfeder Halteelemente mit an den Halteelementen separat angeordneten Lagern vorgesehen. Solche Halteelemente sind üblicherweise als einander gegenüberliegend angeordnete Halbschalen aus Metall ausgeführt, welche die Blattfeder abschnittsweise umschließen. Zwischen der jeweiligen Halbschale und der Blattfeder sind dann häufig Gummimatten angeordnet, welche der Schwingungsdämpfung sowie der Fixierung der Blattfeder in den Anbindungspunkten dienen. Die außenseitig an den Halteelementen angeordneten Lager sind als Lagerbuchsen aus Metall mit darin angeordneten Gummilagern ausgeführt und dienen der Anbindung an die Karosserie. Zudem verbinden die Lager die beiden Haltelemente miteinander und fixieren diese. Die zur Anbindung verwendeten Bauteile weisen aufgrund der für ihre Herstellung verwendeten Materialien ein hohes Gewicht auf. Die Herstellung der Halteelemente, Lager und Gummimatten in separaten Fertigungsprozessen sowie ihre Montage an der Blattfeder sind wegen ihrer Vielzahl zeitaufwendig. Zudem erfordert die Ausführung der üblicherweise aus Stahl bestehenden Halbschalen Maßnahmen gegen Korrosion, womit zusätzliche Prozessschritte bei der Herstellung einhergehen und damit höhere Kosten entstehen. Des Weiteren erfordert die Vielzahl an Bauteilen einen erhöhten Aufwand zur Gewährleistung einer gleichbleibenden Qualität aller Bauteile, um negative Einflüsse auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs aufgrund von toleranzbedingten Änderungen der Anbindungskinematik zu vermeiden. For connection to the body of the vehicle, holding elements with bearings arranged separately on the holding elements are usually provided at two central attachment points of the leaf spring. Such holding elements are usually designed as metal shells arranged opposite one another, which surround the leaf spring in sections. Between the respective half-shell and the leaf spring rubber mats are then often arranged, which serve the vibration damping and the fixation of the leaf spring in the connection points. The outside of the holding elements arranged bearings are designed as bearing bushes made of metal with rubber bearings arranged therein and serve the connection to the body. In addition, the bearings connect the two holding elements together and fix them. The components used for connection have a high weight due to the materials used for their production. The production of retaining elements, bearings and rubber mats in separate manufacturing processes as well their mounting on the leaf spring are time consuming because of their variety. In addition, the execution of the usually made of steel shells requires measures against corrosion, which is accompanied by additional process steps in the production and thus higher costs. Furthermore, the large number of components requires increased effort to ensure a consistent quality of all components in order to avoid negative influences on the driving behavior of the vehicle due to tolerance-related changes in the connection kinematics.
Aus der DE 10 2010 009 528 A1 geht eine Blattfeder hervor, bei welcher es sich insbesondere um eine Blattfeder für eine Radaufhängung handelt. Die Blattfeder wird aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt. Ausgangspunkt bildet ein Halbzeug bestehend aus lagenweise übereinander gelegten Prepreg-Streifen. Als Prepregs werden einzelne harzgetränkte Fasergewebelagen bezeichnet, die entsprechend der gewünschten Gestalt gefertigt oder zugeschnitten und in eine Pressform eingelegt werden, die den Abmessungen der Blattfeder entspricht. Anschließend wird die Blattfeder unter Einwirkung von Druck und Wärme in der Pressform abgebunden. Zur An- bindung der Blattfeder an die Karosserie werden Halteelemente an der Blattfeder montiert. From DE 10 2010 009 528 A1 discloses a leaf spring, which is in particular a leaf spring for a suspension. The leaf spring is made of a fiber composite material. The starting point is a semi-finished product consisting of layered prepreg strips. As prepregs single resin impregnated fiber fabric layers are referred to, which are manufactured according to the desired shape or cut and placed in a mold, which corresponds to the dimensions of the leaf spring. Subsequently, the leaf spring is set under the action of pressure and heat in the mold. To connect the leaf spring to the body retaining elements are mounted on the leaf spring.
Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Blattfeder zu schaffen, welches sich durch einen vereinfachten Fertigungs- und Montageprozess auszeichnet. Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Blattfeder bereitzustellen, die sich durch ein reduziertes Gewicht und eine vereinfachte Montage auszeichnet. 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, which is characterized by a simplified manufacturing and assembly process. Furthermore, the invention has for its object to provide a leaf spring, which is characterized by a reduced weight and a simplified installation.
Diese Aufgabe wird aus verfahrenstechnischer Sicht ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Aus vorrichtungstechnischer Sicht erfolgt eine Lösung der Aufgabe ausgehend vom Oberbegriff des nebengeordneten Anspruchs 11 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen. Die hierauf jeweils folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Eine Radaufhängung, bei welcher zumindest eine erfindungsgemäße Blattfeder zur Anwendung kommt, ist ferner Gegenstand von Anspruch 13. This object is achieved from the procedural point of view, starting from the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. From a device technical point of view, a solution of the problem is based on the preamble of independent claim 11 in conjunction with its characterizing features. The respective subsequent dependent claims give each advantageous embodiments of the invention. A suspension in which At least one leaf spring according to the invention is used, is the subject matter of claim 13.
Gemäß der Erfindung wird bei einem Verfahren eine Blattfeder mit zumindest zwei die Blattfeder abschnittsweise umgreifenden Anbindungskomponenten hergestellt, wobei die Blattfeder aus einem endlosfaserverstärkten ersten Kunststoffhalbzeug hergestellt wird. Die aus einem Faser-Kunststoff-Verbund hergestellte Blattfeder zeichnet sich bekanntermaßen durch ein geringes Gewicht und eine gute Belastbarkeit aus. Die Anbindungskomponenten umfassen bevorzugt jeweils zwei halbscha- lenförmige Elemente, die zusammengesetzt die jeweilige, die Blattfeder an deren jeweiligen Abschnitt umgreifende Anbindungskomponente bilden. Dabei umschließt die jeweilige Anbindungskomponente die Blattfeder an dem je zugehörigen Abschnitt vollständig und dient dort der Herstellung einer Anbindung an einen Fahrzeugaufbau. According to the invention, in one method, a leaf spring is produced with at least two connection components surrounding the leaf spring in sections, wherein the leaf spring is produced from an endless fiber-reinforced first plastic semifinished product. The leaf spring made of a fiber-plastic composite is known to be characterized by a low weight and a good load capacity. The connection components preferably each comprise two half-shell-shaped elements which, when combined, form the respective connection component encompassing the leaf spring at their respective section. In this case, the respective connection component completely encloses the leaf spring on the respective associated section and serves there to produce a connection to a vehicle body.
Die Erfindung umfasst die technische Lehre, dass die Anbindungskomponenten aus einem faserverstärkten zweiten Kunststoffhalbzeug hergestellt werden, wobei das erste Kunststoffhalbzeug sowie das zweite Kunststoffhalbzeug in einem Fertigungsschritt stoffschlüssig zu einem gemeinsamen Bauteil zusammengefügt werden. Bei einer erfindungsgemäß hergestellten Blattfeder bestehen die Blattfeder und die daran angeordneten Anbindungskomponenten jeweils aus einem Faser-Kunststoff- Verbund. Das stoffschlüssige Zusammenfügen der beiden Kunststoffhalbzeuge führt zu einer einstückigen Ausgestaltung der Blattfeder und der Anbindungskomponenten. Dies hat den Vorteil, dass die Komplexität und die Kosten für Herstellung und Montage einer solchen Blattfeder reduziert werden. Die Verwendung von Faser- Kunststoff-Verbund für die Anbindungskomponenten ermöglicht eine leichte, tragfähige und je nach Anforderung anpassbare Bauweise der Anbindungskomponenten. Zudem kann der Lagenaufbau des zweiten Kunststoffhalbzeugs, aus welchem die Anbindungskomponenten hergestellt werden, an unterschiedliche Lastfälle ange- passt werden. So kann bei hohen Torsionsbeanspruchungen vermehrt in +/-45° Orientierung geschichtet und bei hohen Zug- und Druckbelastungen zusätzlich mit 0 90° Orientierung geschichtet werden. Im Rahmen der Erfindung können das endlosfaserverstärkte erste Kunststoffhalb- zeug sowie das zweite faserverstärkte Kunststoffhalbzeug insbesondere in Form vorimprägnierter Fasern als textiles Halbzeug (Prepreg), in Form trockener Fasern oder als textiles Halbzeug (Preforms) vorliegen. Darüber hinaus kann das zweite Kunst- stoffhalbzeug als im Vorfeld durch Resin Transfer Moulding (RTM) oder Prepreg- Compression Moulding (PCM) hergestelltes Kunststoffhalbzeug vorliegen. Des Weiteren kann das zweite Kunststoffhalbzeug entweder als kurzfaserverstärktes Kunst- stoffhalbzeug vorliegen, beispielsweise in Form von Bulk Moulding Compound (BMC) oder als Duroplast Spritzguss, oder als langfaserverstärktes Kunststoffhalbzeug, welches insbesondere in Form von Sheet Moulding Compound (SMC) gestaltet ist. Als Fasern können dabei für die Anbindungskomponenten unterschiedliche Fasertypen zur Anwendung kommen, wie Carbon, Glas, etc. The invention comprises the technical teaching that the connection components are produced from a fiber-reinforced second plastic semifinished product, wherein the first semifinished plastic product and the second semifinished plastic product are joined together in a material-locking manner to form a common component. In a leaf spring produced according to the invention, the leaf spring and the connecting components arranged thereon each consist of a fiber-plastic composite. The cohesive joining of the two plastic semi-finished products leads to a one-piece design of the leaf spring and the connection components. This has the advantage of reducing the complexity and cost of manufacturing and assembling such a leaf spring. The use of fiber-plastic composite for the connection components enables a lightweight, sustainable and customizable design of the connection components as required. In addition, the layer structure of the second plastic semifinished product, from which the connection components are produced, can be adapted to different load cases. Thus, at high torsional stresses, an orientation of +/- 45 ° can be layered and, in the case of high tensile and compressive loads, additionally layered with 0 90 ° orientation. In the context of the invention, the continuous fiber-reinforced first plastic semi-finished product and the second fiber-reinforced plastic semi-finished product can be in the form of prepreg fibers, in the form of dry fibers or as textile semi-finished products (preforms), in particular in the form of preimpregnated fibers. In addition, the second plastic semifinished product can be present as a plastic semi-finished product prepared in advance by Resin Transfer Molding (RTM) or Prepreg Compression Molding (PCM). Furthermore, the second plastic semifinished product can be present either as a short-fiber-reinforced plastic semifinished product, for example in the form of bulk molding compound (BMC) or as thermoset injection molding, or as a long-fiber-reinforced plastic semifinished product, which is designed in particular in the form of sheet molding compound (SMC). As fibers, different fiber types can be used for the connection components, such as carbon, glass, etc.
Unabhängig von den Materialien, aus denen das erste Kunststoffhalbzeug und das zweite Kunststoffhalbzeug hergestellt werden bzw. der zu deren Herstellung angewandten Fertigungsverfahren, können diese in dem Fertigungsprozess durch Heißpressen stoffschlüssig miteinander zu einem gemeinsamen Bauteil verbunden werden. Als Fertigungstechnologie für einen solchen Fertigungsprozess können Resin Transfer Moulding oder Prepreg-Compression Moulding zur Anwendung kommen. Regardless of the materials from which the first semifinished plastic product and the second semifinished plastic product are produced or the production process used for their production, they can be connected in the production process by hot pressing cohesively together to form a common component. Resin transfer molding or prepreg compression molding can be used as the manufacturing technology for such a manufacturing process.
Bevorzugt kann in das erste Kunststoffhalbzeug oder das zweite Kunststoffhalbzeug zumindest eine Elastomerschicht integriert werden. Die Integration in eines der Kunststoffhalbzeuge hat den Vorteil, dass ein weiterer Verfahrensschritt im Fertigungsprozess der erfindungsgemäßen Blattfeder eingespart werden kann. Das Einlegen und Ausrichten einer der Schwingungsdämpfung dienenden Gummimatte in die halbschalenförmigen Elemente der Anbindungskomponenten, wie dies im Stand bei der Montage der Blattfeder erforderlich ist, entfällt. Die Implementierung der Elastomerschicht in die Anbindungskomponenten dient der Schwingungsdämpfung sowie dem translatorischen und rotatorischen Versatzausgleich. Hierzu können die Geometrie und die Wandstärke der Elastomerschicht an unterschiedliche am Fahrwerk auftretende Lastfälle sowie rotatorische und translatorische Anforderungen des Versatzausgleichs angepasst werden. So kann die Elastomerschicht beidseitig quer zur Blattfeder verlaufende Ausnehmungen aufweisen, die sich abschnittsweise nach innen erstrecken. Weiterhin kann die Elastomerschicht auf beiden Seiten, das heißt innen und außen, der Anbindungskomponenten vorgesehen werden. Dadurch kann ein Einschlag-und Splitterschutz realisiert werden. Preferably, at least one elastomer layer can be integrated into the first semifinished plastic product or the second semifinished plastic product. The integration in one of the plastic semi-finished products has the advantage that a further process step in the manufacturing process of the leaf spring according to the invention can be saved. The insertion and alignment of a vibration damping rubber mat serving in the half-shell-shaped elements of the connection components, as is required in the state during assembly of the leaf spring eliminates. The implementation of the elastomer layer in the connection components is used for vibration damping and translational and rotational offset compensation. For this purpose, the geometry and the wall thickness of the elastomer layer can be adapted to different load cases occurring on the chassis as well as rotational and translational requirements of the offset compensation. Thus, the elastomer layer may have on both sides transverse to the leaf spring recesses, the sections after extend inside. Furthermore, the elastomer layer can be provided on both sides, that is, inside and outside, of the attachment components. As a result, impact and splinter protection can be realized.
Die Integration der zumindest einen Elastomerschicht kann während des Fertigungsschritts zum stoffschlüssigen Verbinden der Kunststoffhalbzeuge durchgeführt werden. Dazu können die nichtvulkanisierte Elastomerschicht zusammen mit dem ersten und dem zweiten Kunststoffhalbzeug in ein Werkzeug eingelegt werden. Hierbei kann es sich um ein formgebendes Werkzeug handeln, welches im Rahmen des Resin Transfer Moulding-Verfahrens zum Einsatz kommt. Im Zuge des Fertigungsschrittes, in welchem das erste und das zweite Kunststoffhalbzeug stoffschlüssig zu einem gemeinsamen Bauteil zusammengefügt werden, kann die Elastomerschicht vulkanisiert werden. Dabei kann durch die Vulkanisation sowie das Verkleben mit dem Matrixsystem der beiden Kunststoffhalbzeuge eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der Elastomerschicht und dem ersten und dem zweiten Kunststoffhalbzeug erreicht werden. Hierdurch werden die einzelnen Komponenten, Blattfeder, Elastomerschicht und Anbindungskomponenten, in ihrer definierten Position fixiert. Somit kann die Komplexität und der Aufwand zur Herstellung der Blattfeder weiter reduziert werden. The integration of the at least one elastomer layer can be carried out during the manufacturing step for materially joining the semifinished plastic products. For this purpose, the unvulcanized elastomer layer can be inserted together with the first and the second plastic semi-finished product in a tool. This can be a forming tool which is used as part of the Resin Transfer Molding process. In the course of the manufacturing step, in which the first and the second plastic semi-finished products are joined together in a material-locking manner to form a common component, the elastomer layer can be vulcanized. It can be achieved by vulcanization and bonding with the matrix system of the two plastic semi-finished a cohesive connection between the elastomer layer and the first and second plastic semi-finished product. As a result, the individual components, leaf spring, elastomer layer and connection components are fixed in their defined position. Thus, the complexity and expense of manufacturing the leaf spring can be further reduced.
Alternativ kann die Integration der zumindest einen Elastomerschicht während eines Fertigungsprozesses zur Herstellung des zweiten Kunststoffhalbzeugs durchgeführt werden. Zur Herstellung des zweiten Kunststoffhalbzeugs kann die nichtvulkanisierte Elastomerschicht zusammen mit einem aus faserverstärktem Material bestehenden, mehrschichtigen Lagenaufbau in ein Werkzeug eingelegt und in einem Preforming- Prozess stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Aus wirtschaftlichen Gründen können breite Preforms, d.h. Kunststoffhalbzeuge, gefertigt werden, die anschließend auf die für die halbschalenförmigen Elemente der Anbindungskomponenten erforderliche Breite zugeschnitten werden. Alternatively, the integration of the at least one elastomer layer during a manufacturing process for producing the second plastic semi-finished product can be carried out. To produce the second semifinished plastic product, the unvulcanized elastomer layer together with a multilayer layer structure consisting of fiber-reinforced material can be inserted into a tool and connected to one another in a material-locking manner in a preforming process. For economic reasons, wide preforms, i. Plastic semi-finished, are manufactured, which are then cut to the required for the half-shell-shaped elements of the connection components width.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden die zu verbindenden Komponenten in dem Fertigungsprozess durch Heißpressen miteinander verbunden. Dazu werden die Komponenten in ein vorbeheiztes Werkzeug einge- legt. Anschließend wird dieses verschlossen, um den Pressvorgang zu starten. Aufgrund der Temperatur und des Drucks in der Kavität beginnt die zumindest eine Verbindungsstruktur sich der werkzeuggegebenen Kontur anzugleichen und auszuhärten. Im Zuge des Heißpressvorganges wird dann auch die Elastomerschicht vulkanisiert. According to a further advantageous embodiment of the invention, the components to be joined in the manufacturing process by hot pressing together. For this, the components are inserted in a preheated tool. sets. Then this is closed to start the pressing process. Due to the temperature and the pressure in the cavity, the at least one connecting structure begins to equalize and harden the tool-provided contour. In the course of the hot pressing process, the elastomer layer is then vulcanized.
Des Weiteren kann in das erste Kunststoffhalbzeug und/oder das zweite Kunststoffhalbzeug zumindest ein Funktionsbauteil integriert werden. Das zumindest eine Funktionsbauteil kann während des Fertigungsschrittes zum stoffschlüssigen Verbinden des ersten Kunststoffhalbzeugs und des zweiten Kunststoffhalbzeugs in das Werkzeug eingelegt werden. Zusätzlich oder alternativ kann zumindest ein Funktionsbauteil während des Fertigungsprozesses zur Herstellung des zweiten Kunststoffhalbzeugs in dieses integriert werden. Furthermore, at least one functional component can be integrated into the first semifinished plastic product and / or the second semifinished plastic product. The at least one functional component can be inserted into the tool during the production step for the material-locking connection of the first plastic semi-finished product and the second plastic semi-finished product. Additionally or alternatively, at least one functional component during the manufacturing process for producing the second plastic semi-finished product can be integrated into this.
So kann in das erste Kunststoffhalbzeug zumindest ein Sensor integriert werden. Auf diese Weise kann die Blattfeder mit einer Sensorik versehen werden, durch welche eine Veränderung der Faserverbundstruktur der Blattfeder erkennbar und/oder Belastungen bzw. Überlastungen oder auch Überbeanspruchungen erfasst werden können. Hierzu kann die Sensorik in den Verfahrensschritt zur stoffschlüssigen Verbindung von Blattfeder und Anbindungskomponenten integriert werden. Thus, at least one sensor can be integrated into the first plastic semi-finished product. In this way, the leaf spring can be provided with a sensor by which a change in the fiber composite structure of the leaf spring recognizable and / or loads or overloads or overstress can be detected. For this purpose, the sensor can be integrated into the process step for cohesive connection of leaf spring and connection components.
Weiterhin können als Lagerelemente ausgebildete Funktionsbauteile in das zweite Kunststoffhalbzeug integriert werden. Im Zuge der umformenden bzw. urformenden Verbindung von dem die Blattfeder bildenden ersten Kunststoffhalbzeug und dem die Anbindungskomponenten bildenden zweiten Kunststoffhalbzeugen werden gleichzeitig entsprechende Lagerelemente an den hierfür vorgesehenen Punkten der Anbindungskomponenten platziert, so dass die letztendliche Blattfeder im Zuge eines einzelnen Fertigungsvorganges zusammengesetzt wird. Es werden also gleichzeitig mit dem Zusammenfügen der Blattfeder und der Anbindungskomponenten zugleich auch entsprechende Lagerelemente in diese eingesetzt und befestigt. Der Zusammenbau der aus Blattfeder, Anbindungskomponenten, Elastomerschichten sowie einem oder mehreren Funktionsbauteilen bestehenden Baugruppe beschränkt sich auf das Einlegen der vorgefertigten Komponenten in ein Werkzeug des Resin Transfer Moul- ding-Verfahrens, durch das die Komponenten miteinander stoffschlüssig verbindbar sind. Hierdurch lässt sich der Fertigungsaufwand für eine erfindungsgemäße Blattfeder deutlich reduzieren. Furthermore, functional components designed as bearing elements can be integrated into the second semifinished plastic product. In the course of the forming or primitive connection of the first spring forming the plastic spring plastic and the second plastic semifinished products forming the connection components corresponding bearing elements are placed at the appropriate points of the connection components, so that the final leaf spring is assembled in the course of a single manufacturing process. Thus, at the same time as the assembly of the leaf spring and the connection components at the same time also corresponding bearing elements are inserted and secured in this. The assembly of the leaf spring, connection components, elastomer layers and one or more functional components existing assembly is limited to the insertion of the prefabricated components in a tool of Resin Transfer Moulins ding method by which the components are materially interconnected. As a result, the production costs for a leaf spring according to the invention can be significantly reduced.
Durch die Integration der Lagerelemente kann eine zusätzliche Dreh-/Kippbewegung der Blattfeder um die Längsachse der Anbindungspunkte, welche parallel zur Fahrzeuglängsachse verläuft, ermöglicht werden. Somit kann die Blattfeder für beliebige Radfederwege verbaut werden und der Einsatzbereich wird deutlich erweitert. By integrating the bearing elements, an additional rotational / tilting movement of the leaf spring about the longitudinal axis of the connection points, which runs parallel to the vehicle longitudinal axis, are made possible. Thus, the leaf spring can be installed for any Radfederwege and the application is significantly expanded.
Zur Verbindung der Blattfeder mit der Karosserie sind in Außenlaschen der Anbin- dungskomponenten Bohrungen vorgesehen, durch die Verbindungselemente hindurchgeführt werden. In diese Bohrungen können ringförmige Metallhülse eingebettet werden, um die Verschraubung an der Karosserie des Fahrzeugs zu verstärken. Die Bohrungen können aufgedornt oder während des Fertigungsprozesses zur Herstellung des zweiten Kunststoffhalbzeugs oder nachträglich dazu ausgestanzt werden. To connect the leaf spring to the body, bores are provided in outer straps of the connection components through which connection elements are passed. Annular metal sleeve can be embedded in these holes to reinforce the bolting to the body of the vehicle. The holes can be aufgedornt or punched out during the manufacturing process for the production of the second plastic semi-finished product or subsequently.
Vorteilhaft ist es, wenn die zu integrierenden Lagerelemente als Kugelgelenke ausgeführt werden. Hierbei können die als Kugelgelenke ausgebildeten Lagerelemente ein oder mehrteilig ausgeführt werden. Für eine einteilige Ausgestaltung des Kugelgelenks ist ein Kugelkopf mit einem kegelförmigen Zapfen denkbar, wobei der Zapfen an seinem freien Ende einen Gewindeabschnitt zum Verschrauben mit der Karosserie aufweist. Eine ebenfalls einteilige Ausführungsform sieht eine zylindrische Stange mit einem daran angeformten Kugelabschnitt vor. Die zylindrische Stange ist an einem Ende mit einem Gewindeabschnitt versehen, während das andere Ende einem Schraubenkopf nachempfunden ist. Eine zweiteilige Ausführungsform des Kugelgelenks sieht vor, dass jeweils eine hohlzylindrische Hülse mit einem kugelförmigen Mittenabschnitt in die Außenlaschen der Anbindungskomponente integriert wird. Zur Verschraubung mit der Karosserie wird durch die hohlzylindrische Hülse eine It is advantageous if the bearing elements to be integrated are designed as ball joints. Here, the bearing elements designed as ball joints can be made one or more parts. For a one-piece design of the ball joint a ball head with a conical pin is conceivable, wherein the pin has a threaded portion for screwing to the body at its free end. A likewise one-piece embodiment provides a cylindrical rod with a ball section formed thereon. The cylindrical rod is provided at one end with a threaded portion, while the other end is modeled after a screw head. A two-part embodiment of the ball joint provides that in each case a hollow cylindrical sleeve is integrated with a spherical center portion in the outer flaps of the connection component. To screw with the body is through the hollow cylindrical sleeve a
Schraube hindurchgeführt. Eine Abwandlung der zweiteiligen Ausführungsform des Kugelgelenks sieht vor, dass das Kugelgelenk aus einer hohlzylindrischen Hülse und einer separaten Kugelschale gebildet werden, wodurch die Herstellung dieser Komponenten vereinfacht wird. Eine erfindungsgemäß gestaltete Blattfeder ist insbesondere Teil einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges und ist hier dann als Querblattfeder zur Verbindung kinematischer Punkte der Radaufhängung vorgesehen, um Bewegungen und Kräfte des Fahrwerks zu übertragen. Besonders bevorzugt umfasst eine Radaufhängung dabei zumindest eine erfindungsgemäß gestaltete Blattfeder. Screw passed. A modification of the two-part embodiment of the ball joint provides that the ball joint of a hollow cylindrical sleeve and a separate spherical shell are formed, whereby the production of these components is simplified. An inventively designed leaf spring is particularly part of a suspension of a motor vehicle and is then provided here as a transverse leaf spring for connecting kinematic points of the suspension in order to transmit movements and forces of the chassis. Particularly preferably, a wheel suspension comprises at least one leaf spring designed according to the invention.
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 o- der 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. There are also opportunities to combine individual features, even if they emerge from the claims, the following description of preferred embodiments of the invention o- 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:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Radaufhängung mit einer Blattfeder; Fig. 1 is a schematic view of a suspension with a leaf spring;
Fig. 2 eine Teilansicht einer Blattfeder mit einer Anbindungskomponente; 2 is a partial view of a leaf spring with a connection component.
Fig. 3 ein schematisierter Ablauf eines Verfahrens zur Herstellung der Blattfeder aus Fig. 2; FIG. 3 shows a schematic sequence of a method for producing the leaf spring from FIG. 2; FIG.
Fig. 4 ein schematisierter Ablauf eines Verfahrens zur Herstellung von Anbin- dungskomponenten für eine Blattfeder gemäß Fig. 2; 4 shows a schematic sequence of a method for producing connection components for a leaf spring according to FIG. 2;
Fig. 5a-5c Schnittansichten von Anbindungskomponenten mit unterschiedlichen Geometrien einer darin angeordneten Elastomerschicht; Figures 5a-5c are sectional views of attachment components having different geometries of an elastomer layer disposed therein;
Fig. 6 eine isometrische Ansicht und eine korrespondierende Teilschnittansicht einer Anbindungskomponente mit einem integrierten Funktionsbauteil gemäß einer ersten Ausführungsform; Fig. 7 eine isometrische Ansicht und eine korrespondierende Teilschnittansicht einer Anbindungskomponente mit einem integrierten Funktionsbauteil gemäß einer zweiten Ausführungsform; 6 shows an isometric view and a corresponding partial sectional view of a connection component with an integrated functional component according to a first embodiment; 7 shows an isometric view and a corresponding partial sectional view of a connection component with an integrated functional component according to a second embodiment;
Fig. 8 eine isometrische Ansicht und eine korrespondierende Teilschnittansicht einer Anbindungskomponente mit einem integrierten Funktionsbauteil gemäß einer dritten Ausführungsform. 8 shows an isometric view and a corresponding partial sectional view of a connection component with an integrated functional component according to a third embodiment.
In Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Radaufhängung 100 eines Fahrzeugs mit einer daran angeordneten, aus einem faserverstärktem Verbundwerkstoff hergestellten Blattfeder 1 dargestellt. Bevorzugt setzt sich die Blattfeder 1 aus einem Endlosfaser-Kunststoff-Verbund, insbesondere carbonfaserverstärkter Kunststoff (CFK) oder glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK), zusammen. Die Blattfeder 1 verbindet kinematische Punkte der Radaufhängung 100 und dient der Radführung In Fig. 1 is a schematic view of a suspension 100 of a vehicle with a arranged thereon, made of a fiber-reinforced composite material leaf spring 1 is shown. Preferably, the leaf spring 1 is composed of an endless fiber-plastic composite, in particular carbon fiber reinforced plastic (CFRP) or glass fiber reinforced plastic (GRP) together. The leaf spring 1 connects kinematic points of the suspension 100 and serves the wheel guide
und -aufhängung sowie der Federung und Stabilisierung. Die Blattfeder 1 ist an zwei Anbindungspunkten 2 mit einer - vorliegend nicht dargestellten - Karosserie des Fahrzeugs angebunden. and suspension and the suspension and stabilization. The leaf spring 1 is connected to two connection points 2 with a - not shown here - body of the vehicle.
In der Darstellung gemäß Fig. 2 ist eine Detailansicht einer Blattfeder 1 mit einer Anbindungskomponente 3 zur Anbringung an einem der Anbindungspunkte 2 gezeigt. Die Blattfeder 1 ist an den Anbindungspunkten 2 jeweils von einer Anbindungskomponente 3 umgriffen, welche jeweils zwei halbschalenförmige Elemente 3a, 3b um- fasst. Hierzu sind die beiden halbschalenförmigen Elemente 3a und 3b einander gegenüberliegend an der Blattfeder 1 angeordnet und bilden die Anbindungskomponente 3. Die Anbindungskomponenten 3 sind aus einem faserverstärktem Verbundwerkstoff hergestellt. Zwischen der jeweiligen Anbindungskomponente 3 und der Blattfeder 1 ist zumindest eine Elastomerschicht 4 vorgesehen. Die zumindest eine Elastomerschicht 4 dient der Schwingungsdämpfung, dem Versatzausgleich der Blattfeder 1 sowie der Fixierung der Blattfeder 1 in den Anbindungspunkten 2. Ebenso kann in die Blattfeder 1 auch noch eine - vorliegend nicht dargestellte - Sensorik mit eingebettet sein. Die halbschalenförmigen Elemente 3a und 3b der Anbindungskomponenten 3 weisen beidseitig laschenförmige Befestigungsabschnitte 15 auf, in denen Bohrungen 16 vorgesehen, welche der späteren Anbindung an der Karosserie durch Verschrauben dienen. Die laschenförmigen Befestigungsabschnitte 15 der halbschalenförmigen Elemente 3a und 3b der jeweiligen Anbindungskomponente 3 sind einander gegenüberliegend ausgerichtet, so dass die Bohrungen 16 fluchten. In the representation according to FIG. 2, a detailed view of a leaf spring 1 with a connection component 3 for attachment to one of the attachment points 2 is shown. The leaf spring 1 is embraced at the connection points 2 in each case by a connection component 3, which in each case comprises two half-shell-shaped elements 3a, 3b. For this purpose, the two half-shell-shaped elements 3a and 3b are arranged opposite each other on the leaf spring 1 and form the connection component 3. The connection components 3 are made of a fiber-reinforced composite material. Between the respective connection component 3 and the leaf spring 1, at least one elastomer layer 4 is provided. The at least one elastomer layer 4 is used for vibration damping, the offset compensation of the leaf spring 1 and the fixation of the leaf spring 1 in the connection points 2. Similarly, in the leaf spring 1 also a - not shown here - be embedded with sensor technology. The half-shell-shaped elements 3a and 3b of the connection components 3 have lug-shaped fastening sections 15 on both sides, in which holes 16 are provided, which later connect to the bodywork serve by screwing. The tab-shaped attachment portions 15 of the shell-shaped elements 3a and 3b of the respective attachment component 3 are aligned opposite each other, so that the holes 16 are aligned.
In Fig. 3 ist ein Verfahren zur Fertigung der Blattfeder 1 mit den daran angeordneten Anbindungskomponenten 3 gemäß Fig. 2 schematisiert dargestellt. Die Herstellung der Blattfeder 1 erfolgt dabei durch das Resin Moulding Transfer-Verfahren. Wie zu erkennen ist, werden im Vorfeld ein erstes Kunststoffhalbzeug 5 für die Blattfeder 1 sowie ein zweites Kunststoffhalbzeug 6 für die Anbindungskomponente 3 vorbereitet. Weiterhin ist mit Bezugszeichen 7 ein vorbereitetes Halbzeug bezeichnet, bei welchem es sich um die zumindest eine Elastomerschicht 4 im nichtvulkanisiertem Zustand handelt, sowie mit Bezugszeichen 8 bzw. 18 in die Blattfeder 1 zu integrierende Funktionsbauteile, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel als Sensoren 9 sowie als Lagerelemente 20 ausgebildet sind. FIG. 3 schematically shows a method for producing the leaf spring 1 with the connection components 3 arranged thereon according to FIG. 2. The manufacture of the leaf spring 1 takes place by the resin molding transfer process. As can be seen, a first plastic semi-finished product 5 for the leaf spring 1 and a second plastic semi-finished product 6 for the connection component 3 are prepared in advance. Furthermore, denoted by reference numeral 7 is a prepared semifinished product, which is the at least one elastomer layer 4 in the unvulcanized state, and by reference numerals 8 and 18 in the leaf spring 1 to be integrated functional components, which in the illustrated embodiment as sensors 9 and as bearing elements 20 are formed.
Das erste Kunststoffhalbzeug 5 und das zweite Kunststoffhalbzeug 6 liegen als endlosfaserverstärkte Kunststoffhalbzeuge in Form von trockenen Fasern oder als texti- les Halbzeug (Preforms) vor. Die Kunststoffhalbzeuge 5 und 6 werden dann in einem Werkzeug 10 gemeinsam mit den Halbzeugen 7 sowie den Funktionsbauteilen 8 zueinander positioniert, wobei die Kunststoffhalbzeuge 5 und 6 dabei zwar als Vorform- ling aber noch nicht imprägniert oder ausgehärtet vorliegen. Zudem sollte das Einlegen der Komponenten in das Werkzeug 10 zeitnah zu der Vorfertigung der Kunst- stoffhalbzeuge 5 und 6 stattfinden, um Verunreinigungen zu vermeiden. The first plastic semifinished product 5 and the second semifinished plastic product 6 are present as continuous fiber-reinforced plastic semi-finished products in the form of dry fibers or as textile semifinished products (preforms). The plastic semi-finished products 5 and 6 are then positioned in a tool 10 together with the semi-finished products 7 and the functional components 8 to each other, although the plastic semi-finished 5 and 6 while pre-formed but not yet impregnated or cured. In addition, the insertion of the components into the tool 10 should take place close to the prefabrication of the plastic semi-finished products 5 and 6 in order to avoid contamination.
In einem anschließenden Schritt wird das vorbeheizte Werkzeug 10 verschlossen und der Resin Transfer Moulding Prozess gestartet. Zunächst wird Harz in das Werkzeug 10 eingespritzt, um die Kunststoffhalbzeuge 5 und 6 zu imprägnieren. Im Anschluss daran wird ein Heißpressvorgang gestartet. Dabei beginnen die Kunst- stoffhalbzeuge 5 und 6 durch die Temperatur und den Druck in der Kavität sich der werkzeuggegebenen Kontur anzugleichen und auszuhärten. Gleichzeitig passt sich das Halbzeug 7 aufgrund der Temperatur und des Drucks im Werkzeug 10 an die werkzeuggegebene Kontur an und wird vulkanisiert. Zudem wird im Rahmen des Aushärtevorganges das zumindest eine Funktionsbauteil 8, wie die Sensoren 9 so- wie die Lagerelemente 20, eingebettet. Im Anschluss daran kann dann die fertige Blattfeder 1 als einstückiges Bauteil entnommen werden. Bedingt durch die stoffschlüssige Verbindung der Elastomerschicht mit der Blattfeder 1 und den Anbin- dungskomponenten 3 während des Fertigungsprozesses, aufgrund der Vulkanisation und des Verklebens der Elastomerschicht 4 mit dem Matrixsystem durch das ausge- härte Harz, werden die einzelnen Komponenten in ihrer definierten Position zusammengehalten und fixiert. In a subsequent step, the reheated tool 10 is closed and the Resin Transfer Molding process started. First, resin is injected into the tool 10 to impregnate the plastic semi-finished products 5 and 6. Subsequently, a hot pressing process is started. Here, the plastic semifinished products 5 and 6, due to the temperature and the pressure in the cavity, begin to conform to the tool-defined contour and harden. At the same time, due to the temperature and the pressure in the tool 10, the semi-finished product 7 adapts to the tool-provided contour and is vulcanized. In addition, as part of the curing process, the at least one functional component 8, such as the sensors 9 as the bearing elements 20, embedded. Following this, then the finished leaf spring 1 can be removed as a one-piece component. Due to the cohesive connection of the elastomer layer with the leaf spring 1 and the connection components 3 during the manufacturing process, due to the vulcanization and the bonding of the elastomer layer 4 with the matrix system by the cured resin, the individual components are held together in their defined position and fixed.
In Fig. 4 ist ein Verfahren zur Fertigung der halbschalenförmigen Elemente 3a bzw. 3b der Anbindungskomponente 3 gemäß Fig. 2 schematisiert dargestellt. Die in Vorbereitung auf das Herstellverfahren bereitzustellenden zweiten Kunststoffhalbzeuge 6, bestehen, wie bereits ausgeführt, aus einem Endlosfaser-Kunststoff-Verbund, vorzugsweise aus GFK oder CFK. Ausgangsbasis für die zweiten Kunststoffhalbzeuge 6 bilden trockene Endlosfaserstrukturen, die zu einem Lagenaufbau übereinander geschichtet werden. Die Orientierung der Endlosfasern je Lage 11 wird dabei an die spätere zu erwartende Belastung angepasst wird. So können die einzelnen Lagen 11 die gleiche Faserorientierung aufweisen oder es werden unterschiedliche Faserorientierungen der übereinander gestapelten Lagen 11 gewählt. Weiterhin kann bei hohen Torsionsbeanspruchungen vermehrt in +/- 45° Orientierung aufgeschichtet werden. Bei hohen Zug-und Druckbelastungen können zusätzliche 0° bzw. 90° Orientierungen der einzelnen Lagen 11 vorgesehen werden. Ebenfalls in Vorbereitung auf die Fertigung der zweiten Kunststoffhalbzeuge 6 hierzu wird das Halbzeug 7 zugeschnitten. 4, a method for producing the half-shell-shaped elements 3a and 3b of the connection component 3 according to FIG. 2 is shown schematically. The second semifinished plastic products 6 to be provided in preparation for the manufacturing process consist, as already stated, of an endless fiber-plastic composite, preferably of fiberglass or CFRP. Starting point for the second semifinished plastic products 6 form dry continuous fiber structures, which are stacked to form a layer structure. The orientation of the continuous fibers per layer 11 is thereby adapted to the later expected load. Thus, the individual layers 11 may have the same fiber orientation or different fiber orientations of the layers 11 stacked one above the other are selected. Furthermore, at high torsional stresses can be increasingly piled up in +/- 45 ° orientation. At high tensile and compressive loads additional 0 ° or 90 ° orientations of the individual layers 11 can be provided. Also in preparation for the production of the second semi-finished plastic products 6 for this purpose, the semi-finished product 7 is cut.
In einem ersten Verfahrensschritt 12 werden die Lagen 11 zugeschnitten, aus denen das zweite Kunststoffhalbzeug 6 besteht. Anschließend werden die zugeschnitten Lagen 11 in ein Werkzeug 13 eingelegt und in einem zweiten Verfahrensschritt 14 einer Formgebung und Fixierung unterzogen. Im Anschluss daran wird das zweite Kunststoffhalbzeug 6 dem Werkzeug 13 entnommen. Im Verlauf dieses Preform- Fertigungsprozesses können bereits Bohrungen 16 in das zweite Kunststoffhalbzeug 6 eingebracht werden. Darüber hinaus ermöglicht dieser Fertigungsprozess das Einbringen von metallischen Hülsen in das Kunststoffhalbzeug 7, um die Bohrungen 16 zu verstärken, die der Aufnahme von Mitteln zur Befestigung an der Karosserie des Fahrzeugs dienen. Die Bohrungen 15 können auch vorher aufgedornt oder nachträglich ausgestanzt werden. In a first method step 12, the layers 11 are cut from which the second plastic semifinished product 6 consists. Subsequently, the cut layers 11 are inserted into a tool 13 and subjected to a shaping and fixing in a second method step 14. Subsequently, the second plastic semi-finished product 6 is removed from the tool 13. In the course of this preform manufacturing process holes 16 can be introduced into the second plastic semi-finished product 6. In addition, this manufacturing process allows the introduction of metallic sleeves in the plastic semi-finished product 7 to reinforce the holes 16, the inclusion of means for attachment to the body of the Serve vehicle. The holes 15 can also be previously drilled or punched out later.
Eine Abwandlung des Verfahrens zur Herstellung des zweiten Kunststoffhalbzeugs 6 sieht vor, dass das nicht vulkanisierte Halbzeug 7 zusammen mit den trockenen Lagen 11 respektive Preforms dem vorstehend beschriebenen Prefom- Fertigungsprozess unterzogen wird, wobei das Halbzeug 7 während des zweiten Verfahrensschritt 14 vulkanisiert wird, so dass sich die Elastomerschicht 4 ausbildet. Im Anschluss an diesen Fertigungsprozess erfolgt die Herstellung der Blattfeder 1 durch das weiter oben beschriebene Resin Moulding Transfer-Verfahren, wobei in Abwandlung hiervon ein bereits mit der Elastomerschicht 4 versehenes zweites Kunststoffhalbzeug 6 zusammen mit dem Kunststoffhalbzeug 5 in das Werkzeug 10 eingelegt und mit Harz umspritzt wird, um diese dann durch Heißpressen stoffschlüssig miteinander zu verbinden. A modification of the method for producing the second plastic semifinished product 6 provides that the non-vulcanized semifinished product 7 is subjected together with the dry layers 11 and preforms to the preform manufacturing process described above, wherein the semifinished product 7 is vulcanized during the second method step 14, so that the elastomer layer 4 is formed. Subsequent to this manufacturing process, the production of the leaf spring 1 by the above-described Resin Molding Transfer process, in a modification of which already provided with the elastomer layer 4 second semi-finished plastic 6 is inserted together with the plastic semi-finished product 5 in the tool 10 and molded with resin is then to connect them by hot pressing materially together.
Unabhängig davon, in welchem Verfahrenszeitpunkt bei der Herstellung der Blattfeder 1 und der Anbindungskomponenten 3 die zumindest eine Elastomerschicht 4 integriert wird, bedarf es hierfür keines zusätzlichen Fertigungsprozesses. Regardless of the process time in the manufacture of the leaf spring 1 and the connection components 3, the at least one elastomer layer 4 is integrated, this requires no additional manufacturing process.
Die Geometrie und Wandstärke der der Schwingungsdämpfung sowie dem rotatorischen und translatorischen Versatzausgleich dienenden zumindest einen Elastomerschicht 4 lässt sich an unterschiedliche Lastfälle und Anforderungen anpassen. So kann je nach Anforderung der gesamte Lagenaufbau des zweiten Kunststoffhalbzeugs 6 und der Elastomerschicht 4 variieren. Neben dem zuvor beschriebenen Lagenaufbau, der eine Lage des Kunststoffhalbzeugs 6 und eine Lage des Halbzeugs 7 vorsieht, kann zumindest eine Lage des Kunststoffhalbzeugs 7 zwischen zwei Lagen des Halbzeugs 7 eingebettet bzw. zumindest eine Lage Halbzeug 7 zwischen zwei Lagen Kunststoffhalbzeug 6 eingeschlossen werden. Die Anordnung der Lagen aus Kunststoffhalbzeug 6 und Halbzeug 7 erfolgt dabei bei dem Einlegen in das Werkzeug 10. The geometry and wall thickness of the vibration damping and the rotational and translational offset compensation serving at least one elastomer layer 4 can be adapted to different load cases and requirements. Thus, depending on the requirements of the entire layer structure of the second plastic semi-finished product 6 and the elastomer layer 4 vary. In addition to the layer structure described above, which provides a layer of the plastic semifinished product 6 and a layer of the semifinished product 7, at least one layer of plastic semifinished product 7 can be embedded between two layers of the semifinished product 7 or at least one layer of semifinished product 7 can be enclosed between two layers of plastic semifinished product 6. The arrangement of the layers of plastic semi-finished product 6 and semifinished product 7 takes place during insertion into the tool 10th
Die Abbildungen in den Fig. 5a bis 5c zeigen eine Schnittansicht der Anbindungskomponenten 3 zur Veranschaulichung der Variationen von Geometrie und Wand- stärken der integrierten Elastomerschicht 4, um unterschiedliches Verhalten bei der Schwingungsdämpfung sowie dem rotatorischen und translatorischen Versatzausgleich zu realisieren. Die in Fig. 5a dargestellte Elastomerschicht 4 weist einen quaderförmigen Querschnitt mit konstanter Wandstärke auf. Die Abbildungen in den Fig. 5b und 5c zeigen jeweils eine Elastomerschicht 4 mit größerer Wandstärke. Zudem weicht die Geometrie von der Elastomerschicht 4 dahingehend ab, dass an den Außenseiten der Elastomerschicht 4 Ausnehmungen 17 vorgesehen sind, die beispielsweise einen etwa bogenförmigen oder trapezförmigen Verlauf aufweisen. The illustrations in FIGS. 5a to 5c show a sectional view of the connection components 3 for illustrating the variations of geometry and wall thickness. strengthen the integrated elastomer layer 4 in order to realize different behavior in the vibration damping and the rotational and translational offset compensation. The elastomer layer 4 shown in FIG. 5a has a cuboid cross section with a constant wall thickness. The illustrations in FIGS. 5b and 5c each show an elastomer layer 4 with a greater wall thickness. In addition, the geometry deviates from the elastomer layer 4 to the effect that on the outer sides of the elastomer layer 4 recesses 17 are provided, for example, have an approximately arcuate or trapezoidal course.
Die Darstellung in Fig. 6 zeigt eine isometrische Ansicht und eine korrespondierende Teilschnittansicht der Anbindungskomponente 3 mit in dieser integrierten Funktionsbauteilen 18 gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Blattfeder 1 und die Anbin- dungskomponenten 3 werden gemäß dem weiter oben beschriebenen Verfahren hergestellt. Die Integration der Funktionsbauteile 18 erfolgt entsprechend der Einbringung der Sensoren 9 zusammen mit dem Einlegen des ersten und zweiten Kunststoffhalbzeugs 5 und 6 in das Werkzeug 10. Die Funktionsbauteile 18 dienen der Anbindung der Blattfeder 1 an den Anbindungspunkten 2 an eine nur andeutungsweise dargestellte Karosserie 19 des Fahrzeugs. Die lösbare Anbindung der Blattfeder 1 an der Karosserie 19 mittels der Anbindungskomponenten 3 erfolgt durch Verschrauben. The representation in FIG. 6 shows an isometric view and a corresponding partial sectional view of the connection component 3 with functional components 18 integrated therein according to a first embodiment. The leaf spring 1 and the attachment components 3 are manufactured according to the method described above. The integration of the functional components 18 takes place in accordance with the introduction of the sensors 9 together with the insertion of the first and second plastic semi-finished products 5 and 6 in the tool 10. The functional components 18 serve to connect the leaf spring 1 at the connection points 2 to a body 19 of the illustrated only hinted vehicle. The detachable connection of the leaf spring 1 to the body 19 by means of the connection components 3 by screwing.
Das jeweilige Funktionsbauteil 18 gemäß der in Fig. 6 dargestellten ersten Ausführungsform ist ein Lagerelement 20, welches als ein einteiliges Kugelgelenk ausgebildet ist. Das Lagerelement 20 umfasst eine hohlzylindrische Hülse 21 mit einem mittig kugelförmigen ausgeformten Abschnitt 22. Der kugelförmige Abschnitt 22 ist zwischen den Befestigungsabschnitten 15 der Anbindungskomponente 3 in diese integriert. Ein einen Gewindeabschnitt aufweisendes Verbindungselement 23 erstreckt sich durch die Hülse 21 , um die Blattfeder 1 mit der Karosserie 19 in deren Anbin- dungspunkt 2 zu verschrauben. Das Funktionsbauteil 18 kann auch mehrteilig ausgebildet sein, indem die hohlzylindrische Hülse 21 und der Kugelabschnitt 22 als separate Teile gefertigt sind, die bei der Herstellung der Blattfeder 1 in die Anbindungskomponenten 3 integriert werden. Die Darstellung in Fig. 7 zeigt eine isometrische Ansicht und eine korrespondierende Teilschnittansicht der Anbindungskomponente 3 mit integrierten Funktionsbauteilen 18 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Das jeweilige Funktionsbauteil 18 gemäß der zweiten Ausführungsform bildet ein Lagerelement 20, welches ebenfalls als ein einteiliges Kugelgelenk ausgeführt ist. Hierzu ist das Lagerelement 20 als eine aus dem Vollen gefertigte Stange 24 mit einem mittigen Kugelabschnitt 25 sowie einem endseitig in die Stange 24 eingearbeiteten Gewindeabschnitt 26 ausgebildet. Durch den Gewindeabschnitt 26 ist das Lagerelement 20 mit der Karosserie 19 im Anbin- dungspunkt 2 versch raubbar. Am gegenüberliegenden Ende der Stange 24 befindet sich ein Kopfteil 27, mit welchem ein Werkzeug kraft- oder formschlüssig in Eingriff bringbar ist. Das Lagerelement 20 dient bei dieser Ausführungsform als Lager- und Verbindungselement. The respective functional component 18 according to the first embodiment shown in FIG. 6 is a bearing element 20, which is designed as a one-piece ball joint. The bearing member 20 comprises a hollow cylindrical sleeve 21 having a central spherical shaped portion 22. The spherical portion 22 is integrated between the mounting portions 15 of the connection component 3 in this. A connecting element 23 having a threaded portion extends through the sleeve 21 in order to screw the leaf spring 1 to the body 19 at its connection point 2. The functional component 18 can also be designed in several parts by the hollow cylindrical sleeve 21 and the ball portion 22 are made as separate parts, which are integrated in the production of the leaf spring 1 in the connection components 3. The representation in FIG. 7 shows an isometric view and a corresponding partial sectional view of the connection component 3 with integrated functional components 18 according to a second embodiment. The respective functional component 18 according to the second embodiment forms a bearing element 20, which is also designed as a one-piece ball joint. For this purpose, the bearing element 20 is formed as a made of the solid rod 24 with a central ball portion 25 and an end formed in the rod 24 threaded portion 26. Through the threaded portion 26, the bearing element 20 with the body 19 in Anbin- point 2 verschrobbar. At the opposite end of the rod 24 is a head portion 27 with which a tool force or form-fitting is engageable. The bearing element 20 serves in this embodiment as a bearing and connecting element.
Die Darstellung in Fig. 8 zeigt eine isometrische Ansicht und eine korrespondierende Teilschnittansicht der Anbindungskomponente 3 mit integrierten Funktionsbauteilen 18 gemäß einer dritten Ausführungsform. Das jeweilige Funktionsbauteil 18 gemäß der dritten Ausführungsform bildet ein Lagerelement 20, welches ebenfalls die Funktionalität eines Kugelgelenks aufweist. Das einteilig ausgebildete Lagerelement 20 umfasst einen kugelförmigen Kopfabschnitt 28, an den sich ein zapfenförmiger Abschnitt 29 anschließt. Endseitig ist der zapfenförmige Abschnitt 29 mit einem Gewindeabschnitt 30 versehen. In den Kopfabschnitt 28 ist eine profilierte Ausnehmung 31 eingearbeitet, in welche ein Werkzeug formschlüssig eingreifen kann. The illustration in FIG. 8 shows an isometric view and a corresponding partial sectional view of the connection component 3 with integrated functional components 18 according to a third embodiment. The respective functional component 18 according to the third embodiment forms a bearing element 20, which also has the functionality of a ball and socket joint. The integrally formed bearing element 20 comprises a spherical head portion 28, to which a pin-shaped portion 29 connects. End side of the pin-shaped portion 29 is provided with a threaded portion 30. In the head portion 28, a profiled recess 31 is incorporated, in which a tool can engage positively.
Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen einer Blattfeder mit Anbindungs- komponenten sowie eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung derselbi- gen kann eine belastbare Blattfeder mit Anbindungskomponenten aus einem Faser- Kunststoff-Verbund verwirklicht werden, die sich durch ein reduziertes Gewicht sowie eine deutlich vereinfachte Herstellung auszeichnet. Durch das gleichzeitige Zusammenfügen der Blattfeder 1 , der Anbindungskomponenten3, der Elastomerschichten 4 sowie zusätzlicher Funktionsbauteile 8, 18, insbesondere der Lagerelemente 20, zu einem gemeinsamen Bauteil in einem einzigen gemeinsamen Fertigungsschritt werden Komplexität und Aufwand bei der Herstellung und Montage der erfindungsgemäßen Blattfeder 1 reduziert. BezuqszeichenBy means of the embodiments according to the invention of a leaf spring with connection components and a method according to the invention for producing the same, a resilient leaf spring with connection components made of a fiber-plastic composite can be realized, which is characterized by a reduced weight and a significantly simplified production. By the simultaneous assembly of the leaf spring 1, the Anbindungskomponenten3, the elastomer layers 4 and additional functional components 8, 18, in particular the bearing elements 20, to a common component in a single joint manufacturing step complexity and effort in the manufacture and assembly of the leaf spring 1 according to the invention are reduced. REFERENCE CHARACTERS
Blattfeder leaf spring
Anbindungspunkt  access point
Anbindungskomponente connection component
a Halbschalenförmiges Elementb Halbschalenförmiges Element a Half shell-shaped element Half shell-shaped element
Elastomerschicht  elastomer layer
Erstes Kunststoffhalbzeug  First plastic semi-finished product
Zweites Kunststoffhalbzeug  Second plastic semi-finished product
Halbzeug  Workpiece
Funktionsbauteil  functional component
Sensor sensor
0 Werkzeug0 tool
1 Lage1 location
2 Erster Verfahrensschritt2 First process step
3 Werkzeug3 tool
4 Zweiter Verfahrensschritt4 Second process step
5 Laschenförmiger Befestigungsabschnitt6 Bohrung5 Tab-shaped attachment section6 Bore
7 Ausnehmung7 recess
8 Funktionsbauteil8 functional component
9 Karosserie9 bodywork
0 Lagerelement0 bearing element
1 Hülse1 sleeve
2 Kugelförmiger Abschnitt2 Spherical section
3 Verbindungselement3 connecting element
4 Stange4 pole
5 Kugelabschnitt5 ball section
6 Gewindeabschnitt6 threaded section
7 Kopfteil7 headboard
8 Kopfabschnitt8 head section
9 Zapfenförmiger Abschnitt9 peg-shaped section
0 Gewindeabschnitt Ausnehmung Radaufhängung 0 threaded section Recess wheel suspension

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung einer Blattfeder (1 ), insbesondere einer Blattfeder für eine Radaufhängung, mit zumindest zwei die Blattfeder (1 ) abschnittsweise umgreifenden Anbindungskomponenten (3), wobei die Blattfeder (1) aus einem endlosfaserverstärktem ersten Kunststoffhalbzeug (5) hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindungskomponenten (3) aus einem faserverstärkten zweiten Kunststoffhalbzeug (6) hergestellt werden, und dass das erste Kunststoffhalbzeug (5) sowie das zweite Kunststoffhalbzeug (6) in einem Fertigungsschritt stoffschlüssig zu einem gemeinsamen Bauteil verbunden werden. 1. A method for producing a leaf spring (1), in particular a leaf spring for a suspension, with at least two the leaf spring (1) partially embracing connection components (3), wherein the leaf spring (1) is made of a continuous fiber reinforced first plastic semi-finished product (5), characterized in that the connection components (3) made of a fiber-reinforced second plastic semi-finished product (6) are produced, and that the first plastic semi-finished product (5) and the second plastic semi-finished product (6) are integrally connected in a manufacturing step to a common component.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in das erste Kunst- stoffhalbzeug (5) oder das zweite Kunststoffhalbzeug (6) zumindest eine Elastomerschicht (4) integriert wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that in the first plastic semifinished product (5) or the second plastic semi-finished product (6) at least one elastomer layer (4) is integrated.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Integration der zumindest einen Elastomerschicht (4) während des Fertigungsschritts zum stoffschlüssigen Verbinden der Kunststoffhalbzeuge (5, 6) durchgeführt wird. 3. The method according to claim 2, characterized in that the integration of the at least one elastomer layer (4) during the manufacturing step for cohesive bonding of the plastic semi-finished products (5, 6) is performed.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Integration der zumindest einen Elastomerschicht (4) während eines Fertigungsprozesses zur Herstellung des zweiten Kunststoffhalbzeugs (6) durchgeführt wird. 4. The method according to claim 2, characterized in that the integration of the at least one elastomer layer (4) during a manufacturing process for producing the second plastic semi-finished product (6) is performed.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu verbindenden Komponenten (1 , 3, 4) in dem Fertigungsprozess durch Heißpressen miteinander verbunden werden. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the components to be connected (1, 3, 4) are connected to each other in the manufacturing process by hot pressing.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das erste Kunststoffhalbzeug (5) und/oder das zweite Kunststoffhalbzeug (6) zumindest ein Funktionsbauteil (9, 18) integriert wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in the first plastic semi-finished product (5) and / or the second plastic semi-finished product (6) at least one functional component (9, 18) is integrated.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in das erste Kunst- stoffhalbzeug (5) zumindest ein Sensor (9) integriert wird. 7. The method according to claim 6, characterized in that in the first plastic semifinished product (5) at least one sensor (9) is integrated.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in das zweite Kunst- stoffhalbzeug (6) Lagerelemente (20) integriert werden. 8. The method according to claim 6, characterized in that in the second plastic semifinished product (6) bearing elements (20) are integrated.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerelemente (20) als Kugelgelenke ausgeführt werden. 9. The method according to claim 8, characterized in that the bearing elements (20) are designed as ball joints.
10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Funktionsbauteil (8, 18) im Zuge des Heißpressens mit eingebettet wird. 10. The method according to claim 6, characterized in that the at least one functional component (8, 18) is embedded in the course of the hot pressing.
11. Blattfeder (1 ), insbesondere einer Blattfeder für eine Radaufhängung, mit zumindest zwei die Blattfeder (1) abschnittsweise umgreifenden Anbindungskomponenten (3), wobei die Blattfeder (1 ) aus einem endlosfaserverstärktem ersten Kunststoffhalbzeug (5) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindungskomponenten (3) aus einem faserverstärktem zweiten Kunststoffhalbzeug (6) bestehen, und dass das erste Kunststoffhalbzeug (5) sowie das zweite Kunststoffhalbzeug (6) in einem Fertigungsschritt stoffschlüssig zu einem gemeinsamen Bauteil verbunden sind. 11. leaf spring (1), in particular a leaf spring for a suspension, with at least two the leaf spring (1) partially embracing connection components (3), wherein the leaf spring (1) consists of a continuous fiber reinforced first plastic semi-finished product (5), characterized in that the connection components (3) consist of a fiber-reinforced second plastic semifinished product (6), and in that the first semifinished plastic product (5) and the second semifinished plastic product (6) are bonded to a common component in one production step.
12. Blattfeder (1) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass diese im Weiteren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 10 gestaltet ist. 12. leaf spring (1) according to claim 11, characterized in that it is further designed according to one or more of claims 2 to 10.
13. Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest eine Blattfeder (1) nach Anspruch 11 oder 12. 13. Wheel suspension for a motor vehicle, comprising at least one leaf spring (1) according to claim 11 or 12.
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