CN114704575A - 一种轻量化叠置部件及其板簧产品 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及交通领域车辆的堆类橡胶弹性制品领域，具体为轻量化叠置部件，包括支撑骨架部件和夹持在支撑骨架部件层间的弹性体；所述支撑骨架部件采用连续纤维复合体逐层叠置，所述连续纤维复合体为片状结构，其周向分布有流道孔，所述流道孔为弹性体注入与支撑骨架部件层间提供路径；使整个叠置部件粘接成为一体。本发明提供的轻量化叠置部件，克服现有技术中叠置部件中轻量化的问题；使用连续纤维复合体对原有的金属支撑骨架部件进行替换，本发明的技术构思根据连续纤维复合体的材料特性，对整个支撑骨架部件的结构改进，解决在使用过程中的分层现象的问题，使整个叠置部件不但重量减轻，其使用可靠性和寿命也得以保障。
Description
技术领域
本发明涉及交通领域车辆的堆类橡胶弹性制品领域，更具体涉及，一种轻量化叠置部件及其板簧产品。
背景技术
橡胶制品中很大一部分是由橡胶与骨架材料复合而成的产品。骨架材料的作用是承受橡胶制品内部和外部的作用力，提高制品的强度，并限制其变形量，保持尺寸稳定，延长制品的使用寿命。橡胶制品中常用的骨架材料有纤维、钢丝、钢板。纤维是一种细而长的材料，具有弹性模量大、塑性形变小、强度高等特点。纤维作为再生胶制品骨架材料主要有天然纤维、化学纤维和玻璃纤维，每种纤维有很多产品，不同产品的性能略有差异。
玻璃纤维具有强度高、模量高、延伸率低、尺寸稳定性好、耐热性好、化学稳定性好等优点，但其耐屈挠性和与橡胶黏着性差。在玻璃纤维涂上合适的润滑剂可以减少纤维之间的摩擦，提高耐屈挠性；纤维中有适量的氧化铜，则可提高耐屈挠性和耐磨性。为了提高玻璃纤维与橡胶的粘着性，可采用浸渍处理。处理后的纤维常用于再生胶胶管、胶管中的骨架材料。
尼龙纤维HY7S1J2Y-MXF密度小、强度高、抗冲击、弹性好、耐疲劳、耐磨性能优异，但耐热性、黏性、化学稳定性较差，在实际使用中可做浸渍处理和热伸张处理，来改善黏和性和变形性。
涤纶纤维耐冲击强度明显优于尼龙纤维、耐热、耐疲劳、耐磨、回弹性好、尺寸稳定性好；石棉纤维耐热、耐燃、耐碱、电绝缘性优异，但耐酸性差，常用于再生胶密封材料、隔热材料等。
钢丝是由金属材料加工处理而成的，是橡胶中重要骨架材料之一。钢丝具有强度高、初始模量高、延伸率小、尺寸稳定性好、耐热性好等特点，但其耐腐蚀性差、与橡胶黏着性差。为提高钢丝与橡胶的黏着性可在其表面做镀层处理。钢丝常用于轮胎、胶管、再生胶胶带等制品中做增强材料。
骨架材料在橡胶制品中应用广泛，如再生胶输送带、轮胎、橡胶水坝、胶管、密封材料、再生胶减震材料等。每种骨架材料性能各不同，应根据橡胶制品性能合理选择骨架材料。
当前市场广泛存在的橡胶/骨架堆叠结构弹性件，其骨架件往往采用金属件，存在重量比较大的问题，不利于车辆运行经济性，为了改变上述问题，部分堆叠结构顶板或者底板采用的塑料材料，往往为树脂与短/长纤维的复合体，其缺点在于强度较低，冲击性能差等问题。
经检索，CN215763053U提供了一种发动机悬置，包括上安装板和下安装板，所述上安装板和所述下安装板之间粘接有弹性体，所述上安装板采用多层复合材料制成；所述上安装板上开设有一安装通孔，所述安装通孔内壁包覆有螺纹套，所述螺纹套内安装有一连接件，用于将所述上安装板连接至发动机。本实用新型使用复合材料作为上安装板和下安装板的骨架，保证了整个悬置结构的刚度的前提下，大大减轻了产品重量，轻量化程度高，可靠性强。所述发动机悬置采用金属螺纹套将上安装板的安装通孔包裹起来，解决了复合材料直接通过螺栓连接，使用时容易产生磨损，甚至螺栓产生滑丝，致使整个悬置失效的技术弊端，方便维护，经济适用。
另有CN108516690A一种离心法玻璃纤维橡胶复合材料，所述的离心法玻璃纤维-橡胶复合材料由玻璃纤维、橡胶和添加剂组成，所述的复合材料通过离心法制备，在制备过程中通过对玻璃纤维喷洒液体橡胶然后经固化成型形成玻璃纤维-橡胶复合材料，所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维，所述橡胶为天然橡胶与丁苯橡胶混合物。该发明通过将橡胶液体喷洒在玻璃纤维表面使得玻璃纤维能够被橡胶均匀裹覆，最终得到均匀分散的玻璃纤维-橡胶复合材料。产品具有强度高、耐腐蚀性能优异、阻燃性能优异等优点；橡胶液直接在玻璃纤维甩出过程喷洒复合，使得橡胶与纤维能够均匀复合；制备方法简单，节约资源。
上述两个专利公开的技术均不能解决橡胶/骨架堆叠结构弹性件的轻量化和使用安全性的问题。
发明内容
本发明提供的轻量化叠置部件，克服现有技术中叠置部件中轻量化的问题；使用连续纤维复合体对原有的金属支撑骨架部件进行替换，本发明的技术构思并不是简单的材料更换，根据连续纤维复合体的材料特性，对整个支撑骨架部件的结构改进，解决在使用过程中的分层现象的问题，使整个叠置部件不但重量减轻，其使用可靠性和寿命也得以保障。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
提供一种轻量化叠置部件，所述支撑骨架部件采用连续纤维复合体逐层叠置，所述连续纤维复合体为片状结构，其周向分布有流道孔，所述流道孔为弹性体注入与支撑骨架部件层间提供路径；使整个叠置部件粘接成为一体。
本发明的轻量化叠置部件摒弃了现有技术的常规思路——使用金属骨架作为叠置部件的支撑结构，使用连续纤维复合体代替金属骨架。但金属骨架的整体结构为一体，而连续纤维复合体是层片状，使用时容易产生分层的现象，在将弹性体注入支撑骨架部件层间时粘接性能可能会低于使用金属骨架的粘接性能。因此本发明的轻量化叠置部件是从连续复合纤维复合体的本身特性出发，结合叠置部件的结构，对其结构进行重新设计，不但能有效轻量化，其性能也可以满足产品的使用。
本发明的连续纤维复合体采用TMTex，TMTex是一种用热塑性基体树脂对连续纤维织物进行充分浸渍得到的复合板材。可以根据实际应用的要求选取特定的基体和特定的增强织物类型。
进一步地，所述支撑骨架部件的边缘设有边缘包覆层一，所述边缘包覆层一将整个支撑骨架部件的边缘与弹性体隔离设置。
进一步地，所述流道孔的边缘设置有边缘包覆层二，所述边缘包覆层二将整个流道孔的边缘与弹性体隔离设置。其中，边缘包覆层一或边缘包覆层二为树脂或者金属，树脂通过注塑与板体结合在一起；金属需要先预制成与所包覆的板体轮廓一致的形状，通过注塑、涂紧固胶或过盈装配的其中一种方式连接。
由于支撑骨架部件采用连续纤维复合体，为了将弹性体注塑到支撑骨架层间，需要在支撑骨架上开设流道孔，为了防止流道孔边缘产生裂纹或者使用时的纵向作用力导致流道孔边缘损坏，将流道孔的边缘包覆有边缘包覆层二，可以有效隔离弹性体与流道孔边缘的接触，避免流道孔的裂纹因弹性体的深入，进一步开裂的问题。大大增加整体结构使用的安装性能。
进一步地，所述支撑骨架部件的流道孔之间设置有凸出于支撑骨架部件表面的加强筋结构。为了加强支撑骨架部件与弹性体的结合力更加强，本发明中将支撑骨架部件表面设置有加强筋结构。
进一步地，所述加强筋结构为十字型和/或井字形结构。
进一步地，所述加强筋结构与流道孔互不干涉的间隔设置。
进一步地，所述加强筋结构为交错设置的网格状结构，所述流道孔设置在网格状的交点处。
本发明的另一目的在于，提供使用上述的轻量化叠置部件制备的板簧产品，将支撑骨架部件中心设置有安装孔，上下安装板设置于轻量化叠置部件的上下两侧，螺杆穿过安装孔，将上下安装板固定压紧，使整个板簧产品具有预压力。
本发明的有益效果是：
1、本发明的轻量化叠置部件是从连续复合纤维复合体的本身特性出发，结合叠置部件的结构，对产品结构进行重新设计，不但能有效轻量化，其性能也可以满足产品的使用。
2、由于采用连续纤维复合体，为了将弹性体注塑到支撑骨架层间，需要在支撑骨架上开设流道孔，为了防止流道孔边缘及外边缘产生裂纹或者使用时的纵向作用力导致流道孔边缘损坏，将流道孔的边缘包覆有边缘包覆层一，可以有效隔离弹性体与流道孔边缘的接触，避免流道孔的裂纹因弹性体的深入，进一步开裂的问题。大大增加整体结构使用的安装性能。
3、本发明轻量化叠置部件可以大幅降低现有的橡胶堆叠弹性产品的骨架重量，降低车辆运行成本，适用于推广。
附图说明
图1为实施例1使用所述的轻量化叠置部件制备的板簧产品结构示意图。
图2为实施例1所述轻量化叠置部件的结构的边缘包覆层一示意图。
图3为实施例2所述轻量化叠置部件的结构的边缘包覆层二示意图。
图4为实施例3所述轻量化叠置部件的结构的十字型加强筋示意图。
图5为实施例4所述轻量化叠置部件的结构的井字形加强筋示意图。
图6为实施例5所述轻量化叠置部件的结构的网格状结构加强筋示意图。
附图标记包括：
1-上安装板，2-下安装板，3-弹性体，4-支撑骨架部件，41-流道孔，5-安装轴，6-上锁紧部件，7-下锁紧部件，8-加强筋，101-边缘包覆层一，102-边缘包覆层二。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细的阐述。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例中的轻量化叠置部件制备的板簧产品结构是将上安装板1和下安装板2中间夹持轻量化叠置部件，在轻量化叠置部件的中心开设有安装轴5安装孔，将上下安装板通过上锁紧部件6和下锁紧部件7固定为一体；将上下安装板固定压紧，使整个板簧产品具有预压力。
具体地，本实施中的轻量化叠置部件包括支撑骨架部件4和夹持在支撑骨架部件4层间的弹性体3；本实施例中的支撑骨架部件4采用连续纤维复合体逐层叠置，连续纤维复合体为片状结构，其周向分布有流道孔41，流道孔41为弹性体注入与支撑骨架部件4层间提供路径；使整个叠置部件粘接成为一体。
本发明的轻量化叠置部件摒弃了现有技术的常规思路——使用金属骨架作为叠置部件的支撑结构，使用连续纤维复合体代替金属骨架。但金属骨架的整体结构为一体，采用TMTex，TMTex是一种用热塑性基体树脂对连续纤维织物进行充分浸渍得到的复合板材。可以根据实际应用的要求选取特定的基体和特定的增强织物类型。
本实施例的连续纤维复合体是层片状，使用时容易产生分层的现象，在将弹性体注入支撑骨架部件层间时粘接性能可能会低于使用金属骨架的粘接性能。为了解决上述问题，本支撑骨架部件4的边缘设有边缘包覆层一101，边缘包覆层一101将整个支撑骨架部件4的边缘与弹性体3隔离设置。其中，边缘包覆层一101或为树脂或者金属，树脂通过注塑与板体结合在一起；金属需要先预制成与所包覆的板体轮廓一致的形状，通过注塑、涂紧固胶或过盈装配的方式连接在一起。
实施例2
如图3所示，本实施例与实施例1结构基本相同，其不同之处在于，将流道孔41的边缘设置有边缘包覆层二102，边缘包覆层二102将整个流道孔41的边缘与弹性体3隔离设置。其中，边缘包覆层二102为树脂或者金属，树脂通过注塑与板体结合在一起；金属需要先预制成与所包覆的板体轮廓一致的形状，通过注塑、涂紧固胶或过盈装配的方式连接在一起。
由于支撑骨架部件4采用连续纤维复合体，为了将弹性体3注塑到支撑骨架层间，需要在支撑骨架上开设流道孔41，为了防止流道孔41边缘产生裂纹或者使用时的纵向作用力导致流道孔边缘损坏，将流道孔41的边缘包覆有边缘包覆层二102，可以有效隔离弹性体3与流道孔边缘的接触，避免流道孔的裂纹因弹性体的深入，进一步开裂的问题。大大增加整体结构使用的安装性能。
实施例3
如图4所示，本实施例与实施例1结构基本相同，其不同之处在于，在支撑骨架部件4的流道孔41之间设置有凸出于支撑骨架部件4表面的加强筋结构8。为了加强支撑骨架部件4与弹性体3的结合力更加强，本发明中将支撑骨架部件4表面设置有加强筋结构8。本实施例中的加强筋8为十字结构，与流道孔41互不干涉地间隔设置。
实施例4
如图5所示，本实施例与实施例3结构基本相同，其不同之处在于，加强筋结构8除了采用十字结构还增加了井字结构，使支撑骨架部件4与弹性体3的结合力更强。
实施例5
如图6所示，本实施例提供了加强筋8的另一种技术设计方案，将整个支撑骨架部件4与弹性体3的结合面设置为网状结构，此种结构均匀分布，在其交叉处设置流道孔41，即使整个支撑骨架部件4受力均匀，结构设计更合理，与弹性体3的粘接能力更强。
综上所述，本发明可以大幅降低现有的橡胶堆叠弹性产品的骨架重量，降低车辆运行成本，适用于推广。
以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未做过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明内容的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (9)
1.一种轻量化叠置部件，包括支撑骨架部件和夹持在支撑骨架部件层间的弹性体；其特征在于，所述支撑骨架部件采用连续纤维复合体逐层叠置，所述连续纤维复合体为片状结构，其周向分布有流道孔，所述流道孔为弹性体注入与支撑骨架部件层间提供路径；使整个叠置部件粘接成为一体。
2.根据权利要求1所述的轻量化叠置部件，其特征在于，所述支撑骨架部件的边缘设有边缘包覆层一，所述边缘包覆层一将整个支撑骨架部件的边缘与弹性体隔离设置。
3.根据权利要求2所述的轻量化叠置部件，其特征在于，所述流道孔的边缘设置有边缘包覆层二，所述边缘包覆层二将整个流道孔的边缘与弹性体隔离设置。
4.根据权利要求3所述的轻量化叠置部件，其特征在于，所述边缘包覆层一或边缘包覆层二为树脂或者金属，通过注塑、涂紧固胶或过盈装配的其中一种方式连接。
5.根据权利要求1所述的轻量化叠置部件，其特征在于，所述支撑骨架部件的流道孔之间设置有凸出于支撑骨架部件表面的加强筋结构。
6.根据权利要求5所述的轻量化叠置部件，其特征在于，所述加强筋结构为十字型和/或井字形结构。
7.根据权利要求6所述的轻量化叠置部件，其特征在于，所述加强筋结构与流道孔互不干涉的间隔设置。
8.根据权利要求5所述的轻量化叠置部件，其特征在于，所述加强筋结构为交错设置的网格状结构，所述流道孔设置在网格状的交点处。
9.一种使用权利要求1-8任意一项所述的轻量化叠置部件制备的板簧产品，其特征在于，将支撑骨架部件中心设置有安装孔，上下安装板设置于轻量化叠置部件的上下两侧，螺杆穿过安装孔，将上下安装板固定压紧，使整个板簧产品具有预压力。
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| CN201193670Y (zh) * | 2008-01-28 | 2009-02-11 | 黄衍国 | 一种钢板弹簧垫 |
| US20090313917A1 (en) * | 2006-07-06 | 2009-12-24 | Yukinori Takenoshita | Seismic isolation device |
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-
2022
- 2022-05-07 CN CN202210491792.1A patent/CN114704575B/zh active Active
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114704575B (zh) | 2023-12-05 |
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