DE202015103906U1

DE202015103906U1 - Faserverbundfeder

Info

Publication number: DE202015103906U1
Application number: DE202015103906.9U
Authority: DE
Original assignee: SUPERTEX COMPOSITES GmbH
Current assignee: SUPERTEX COMPOSITES GmbH
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2015-08-14
Anticipated expiration: 2025-07-25

Abstract

Faserverbundfeder-Rohling (100), aufweisend: einen Kern (102); und einen Faserteil (106), welcher eine Vielzahl von Fasern aufweist, wobei der Faserteil (106) eine erste Faserschicht (108) und eine zweite Faserschicht (110) aufweist; wobei die erste Faserschicht (108) über dem Kern (102) angeordnet ist und die zweite Faserschicht (110) auf einer dem Kern abgewandten Seite der ersten Faserschicht (108) angeordnet ist; und wobei die erste Faserschicht (108) und die zweite Faserschicht (110) voneinander verschiedene Konfigurationen aufweisen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Faserverbundfedern.
HINTERGRUND
US 6 454 251 B1 offenbart eine Faserverbundfeder und ein Verfahren zu deren Herstellung.
ZUSAMMENFASSUNG
Ungeachtet der bekannten Faserverbundfedern gibt es ein Bedürfnis für eine Faserverbundfeder mit verbesserten Charakteristiken.
Diesem Bedürfnis wird durch die unabhängigen Schutzansprüche Rechnung getragen. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Schutzansprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt der hierin offenbarten Gegenstände wird ein Faserverbundfeder-Rohling (nachfolgend auch kurz als „Rohling“ bezeichnet) bereitgestellt, der Faserverbundfeder-Rohling, aufweisend: einen Kern; und einen Faserteil, welcher eine Vielzahl von Fasern aufweist, wobei der Faserteil eine erste Faserschicht und eine zweite Faserschicht aufweist; wobei die erste Faserschicht über dem Kern angeordnet ist und die zweite Faserschicht auf einer dem Kern abgewandten Seite der ersten Faserschicht angeordnet ist; und wobei die erste Faserschicht und die zweite Faserschicht voneinander verschiedene Konfigurationen aufweisen.
Dieser Aspekt der hierin offenbarten Gegenstände basiert auf der Idee, dass durch mindestens zwei Faserschichten, die unterschiedlich konfiguriert sind, mindestens eine Charakteristik der resultierenden Faserverbundfeder, die aus dem Faserverbundfeder-Rohling herstellbar ist, verbessert werden kann.
Gemäß einem zweiten Aspekt der hierin offenbarten Gegenstände wird eine Faserverbundfeder bereitgestellt, die Faserverbundfeder aufweisend: einen Faserverbundfeder-Rohling gemäß dem ersten Aspekt oder einer oder mehreren Ausführungsformen davon, wobei der Faserverbundfeder-Rohling in eine finale Form gebracht ist und ein Matrixmaterial in den Faserteil eingebracht und gegebenenfalls gehärtet ist.
Gemäß einem dritten Aspekt der hierin offenbarten Gegenstände wird ein Verfahren zum Herstellen eines Faserverbundfeder-Rohlings bereitgestellt, das Verfahren enthaltend: Bereitstellen eines Kerns; Aufbringen eines Faserteils über den Kern, wobei der Faserteil eine Vielzahl von Fasern aufweist, und wobei der Faserteil eine erste Faserschicht und eine zweite Faserschicht aufweist; wobei die erste Faserschicht über dem Kern angeordnet ist und die zweite Faserschicht auf einer dem Kern abgewandten Seite der ersten Faserschicht angeordnet ist; und wobei die erste Faserschicht und die zweite Faserschicht voneinander verschiedene Konfigurationen aufweisen.
Gemäß einem vierten Aspekt der hierin offenbarten Gegenstände wird ein Verfahren zum Herstellen einer Faserverbundfeder bereitgestellt, das Verfahren enthaltend: Bereitstellen eines Faserverbundfeder-Rohlings gemäß dem ersten Aspekt der hierin offenbarten Gegenstände oder einer Ausführungsform hiervon; verformen des Faserverbundfeder-Rohlings zum Erzielen einer finalen Form des Faserverbundfeder-Rohlings; und Einbringen eines Matrixmaterials in den Faserteil des Faserverbundfeder-Rohlings (und gegebenenfalls Härten des Matrixmaterials).
Gemäß einer Ausführungsform weist der Faserverbundfeder-Rohling (oder die Faserverbundfeder) eine Hülle auf, welche den Faserteil umgibt und eine Kavität zwischen dem Kern und der Hülle definiert, in welcher der Faserteil angeordnet ist. Die so gebildete Kavität hat den Vorteil, dass das Matrixmaterial in bekannter Weise in den Faserteil eingebracht werden kann, beispielsweise wie in WO 2010/129975 A2 beschrieben. Die Hülle kann beispielsweise wie in EP 2724846 A1 beschrieben auf den Faserteil aufgebracht werden. Der Faserverbundfeder-Rohling mit dem Matrixmaterial und der Hülle (falls vorhanden) bildet somit einen Federstrang, aus dem die Faserverbundfeder geformt ist (oder, in einem früheren Verfahrensstadium, geformt wird).
Gemäß einer Ausführungsform wirkt die unterschiedliche Konfiguration der ersten Faserschicht und der zweiten Faserschicht bei einem Belasten der Feder einer ungleichmäßigen Verteilung mechanischer Spannungen zwischen der ersten Faserschicht und der zweiten Faserschicht entgegen. Mit anderen Worten ist die erste Faserschicht und die zweite Faserschicht konfiguriert, um eine möglichst gleichmäßige Verteilung der auftretenden mechanischen Spannungen auf die erste Faserschicht und die zweite Faserschicht zu bewirken, so dass im Idealfall die mechanische Spannung in der ersten Faserschicht ungefähr gleich groß wie die mechanische Spannung in der zweiten Faserschicht ist. In der Praxis wird bei entsprechender Konfiguration der ersten Faserschicht und der zweiten Faserschicht zumindest eine Annäherung an den beschriebenen Idealfall reicht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist durch eine Verformung des Faserverbundfeder-Rohlings eine erste Faserschar in der ersten Faserschicht mit einer Druckkraft belastbar; und durch die Verformung des Faserverbundfeder-Rohlings eine zweite Faserschar in der zweiten Faserschicht mit einer Druckkraft belastbar; wobei die erste Faserschar in Faserrichtung eine erste Steifigkeit aufweist; die zweite Faserschar in Faserrichtung eine zweite Steifigkeit aufweist; und die erste Steifigkeit höher als die zweite Steifigkeit ist. Durch die höhere Steifigkeit der ersten Faserschar in der ersten Faserschicht entstehen – im Vergleich zu der zweiten Faserschar – bei gleicher Verformung (gleicher Dehnung) höhere Spannungen. Auf diese Weise ergibt sich bei einer Verformung der Feder in der ersten Faserschicht, die radial innerhalb der zweiten Faserschicht angeordnet ist und somit einer geringeren Verformung (d.h. Dehnung) unterliegt, eine vergleichsweise hohe mechanische Spannung, die bei geeigneter Konfiguration der ersten Steifigkeit und der zweiten Steifigkeit gleich oder ungefähr gleich der mechanischen Spannung in der zweiten Faserschicht ist, oder dieser zumindest angenähert ist. Ferner wird durch die höhere erste Steifigkeit der ersten Faserschicht für eine gegebene Dehnung die maximale mechanische Spannung in der zweiten Faserschicht reduziert.
Gemäß einer Ausführungsform wird die unterschiedliche Steifigkeit der Faserscharen in der ersten Faserschicht und in der zweiten Faserschicht durch unterschiedliche Geflechtswinkel erzielt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass in der ersten Faserschicht Schar und Gegenschar einen Winkel von ±45 Grad mit der Längsrichtung des Faserverbundfeder-Rohlings einschließen, während in der zweiten Faserschicht dieser Winkel von ±45 Grad abweicht, beispielsweise betragsmäßig kleiner als 45 Grad ist.
Der Begriff Faserschar beschreibt in dem üblichen Sinne eine einzelne Faser oder eine Mehrzahl von Fasern, die zusammen wie ein einziger Strang verarbeitet werden, zum Beispiel geflochten oder gewickelt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Kern gekrümmt und der Faserteil ist auf den gekrümmten Kern aufgebracht, beispielsweise aufgewickelt oder aufgeflochten. Beispielsweise ist mindestens eine der Faserschichten aufgewickelt oder aufgeflochten. Ein Aufbringen des Faserteils auf den Kern bedeutet somit gemäß einer Ausführungsform ein Erzeugen des Faserteils auf dem Kern (insbesondere dem gekrümmten Kern), beispielsweise aus einzelnen Fasern. Ein Erzeugen des Faserteils auf dem gekrümmten Kern hat den Vorteil, dass der so erzeugte Faserteil bei der Verformung des Faserverbundfeder-Rohlings in seine finale Form einer geringeren Verformung unterworfen ist und dadurch verbesserte Eigenschaften aufweisen kann verglichen mit einer Ausführungsform, bei welcher der Faserteil auf einem geraden, ungekrümmten Rohling erzeugt wird. Gemäß Ausführungsformen wird beispielsweise ein um 4 Grad, 6 Grad oder 8 Grad reduzierter Verformungswinkel erreicht, um nur einige Beispiele zu nennen. Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Krümmung des Kerns zwischen einer gestreckten, ungekrümmten Form und der finalen Form der gewünschten Faserverbundfeder liegt, die aus dem Faserverbundfeder-Rohling erzeugt werden soll. Eine geringere Krümmung erleichtert das Aufflechten oder Aufwickeln des Faserteils. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Krümmungsradius des vorgeformten (gekrümmten) Faserverbundfeder-Rohlings zwischen 0,1 Meter (m) und 5 m. Gemäß einer weiteren Ausführungsform liegt der Krümmungsradius zwischen 0,3 m und 3 m.
Gemäß einer Ausführungsform der hierin offenbarten Gegenstände umfasst ein Verfahren das Merkmal, dass der Faserteil auf den gekrümmten Kern aufgebracht wird (oder, in einer anderen Ausführungsform, auf dem gekrümmten Kern erzeugt wird). Insbesondere weist gemäß einer Ausführungsform das Aufbringen des Faserteils ein Aufbringen von mindestens einer Faserschar, insbesondere durch Wickeln oder Flechten, auf.
Gemäß einer Ausführungsform weist jede Faserschicht mindestens eine Faserschar auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die mindestens eine Faserschar über den Kern geflochten oder gewickelt. Der Begriff „über den Kern“, wie hierin verwendet, schließt beispielsweise den Fall ein, dass die Faserschar direkt auf eine Oberfläche des Kerns aufgebracht (aufgeflochten oder aufgewickelt) ist, schließt jedoch auch den weiteren Fall ein, dass auf der Oberfläche des Kerns sich eine weitere Schicht (beispielsweise eine Fließhilfe) befindet, und die Faserschar auf diese weitere Schicht aufgebracht ist. Demgemäß und gemäß einer Ausführungsform enthält der Faserverbundfeder-Rohling folglich eine Fließhilfe (hierin auch als Fließhilfebereich bezeichnet) zwischen dem Kern und der ersten Faserschicht, wobei die Fließhilfe ein Einbringen eines Matrixmaterials in den Faserteil erleichtert.
Eine Fließhilfe im Sinne der hierin offenbarten Gegenstände kann jedes Mittel sein, welches geeignet ist, die Infiltration des Matrixmaterials (hierin auch kurz als „Matrix“ bezeichnet) in den Faserteil zu unterstützen. Beispielsweise kann eine Fließhilfe ein Kanal (insbesondere ein wendelförmiger Kanal), ein durchlässiges Gewebe oder Geflecht, ein durchlässiges Netz, ein Loch, etc. sein. Gemäß einer Ausführungsform erfolgt eine Unterstützung des Infiltrationsvorganges über die gesamte Bauteillänge durch Fließhilfebereiche im Bereich des Kerns, beispielsweise durch eine oder mehrere der nachfolgend genannten Ausführungsformen:

• Gemäß einer Ausführungsform befinden sich Fließhilfekanäle auf dem Kern (beispielsweise in einer Oberfläche des Kerns), beispielsweise hergestellt durch mechanische Bearbeitung des Kerns, wie z.B. durch Fräsen.
• Gemäß einer Ausführungsform werden Fließhilfekanäle auf dem Kern über ein formgebendes Werkzeug erzeugt. Der Kern kann als Stangenware in einem vorgelagerten Prozessschritt in einem zwei- oder mehrteiligen Werkzeug hergestellt werden.
• Gemäß einer Ausführungsform werden Fließhilfekanäle über ein formgebendes Werkzeug mittels eines Pultrusionsprozesses in Endlos-Form hergestellt. Eine besondere Verfahrensart dieses Pultrusionsprozesses sieht vor, das Pultrudat in rotierender Form abzuziehen, um eine wendelförmige Oberflächenstruktur auf dem Kern zu erzielen.
• Gemäß einer Ausführungsform wird ein vorgeformter (gekrümmter) Kern mit aufgebrachten Fließhilfekanälen über ein formgebendes Werkzeug mittels eines sogenannten Radius-Pultrusionsprozesses hergestellt.
• Gemäß einer Ausführungsform ergibt sich ein Fließhilfebereich aus einer bestimmten Mindestrautiefe der Oberfläche des Kerns. Die mittlere Rauhigkeit der Oberfläche des Kerns kann beispielsweise zwischen 0,05 mm und 0,8 mm liegen und kann beispielsweise 0,1 mm, 0,3 mm oder 0,5 mm betragen.

Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Einbringen der Matrix in den Faserteil durch ein kombiniertes Längs- und Querinfiltrationsverfahren, welches beispielsweise durch nach der Aushärtung verlorene Bereiche im inneren Bereich, oder auch im äußeren Bereich des Querschnittes des Federstrangs realisiert werden kann. Die erleichterte Infiltration kann über Hohlräume geschehen, welche vorab mit Harz gefüllt werden (beispielsweise einen von der Außenseite und/oder der Innenseite aufgebrachten Niederdruck oder Unterdruck, der das Befüllen mit Harz erleichtert) und von welchen über Druckbeaufschlagung (mit einem höheren Druck) das Harz in den Faserteil gedrückt wird. Diese Hohlräume können beispielsweise durch Geflechte mit niederem Bedeckungsgrad, welche beispielsweise aus verdrilltem, oder vorab mit einem mit der Matrix kompatiblen Polymermaterial (z. B. einem Bindermaterial) punktuell beschichteten Fasermaterial aus Glas- oder Kohlenstofffaser oder auch anderen polymeren Fasermaterialien, im Flechtprozess hergestellt worden sind, realisiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt eine Infiltration (Einbringen der Matrix in den Faserteil) über den Kern (beispielsweise durch konstruktiv in den Kern eingebrachte Schwachstellen). Gemäß einer Ausführungsform kollabieren die konstruktiv in den Kern eingebrachten Schwachstellen bei Anlegen eines Vakuums und/oder Beaufschlagen der Schwachstelle mit unter Druck stehendem Matrixmaterial. Auf diese Weise kann gemäß einer Ausführungsform der Kern unter Druck mit Matrixmaterial befüllt werden. Zur Infiltration kann dann der Druck im Kern erhöht und das Matrixmaterial wieder aus dem Kern ausgepresst werden.
Der Kern kann aus polymeren Materialien, Metallen mit guter Verformbarkeit und/oder niedriger Festigkeit wie z.B. Aluminium-, Zinn-, niederschmelzende Legierungen etc., beispielsweise in einem Extrusions- oder Strangpressprozess, hergestellt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist mindestens ein Teil der Fasern des Faserteils einen festen Füllstoff (nachfolgend kurz als „Füllstoff“ bezeichnet) auf, wobei der Füllstoff insbesondere ein Silikat, Oxid oder Hydroxid ist. Gemäß einer Ausführungsform ist die Faser eine Polymerfaser und der Füllstoff ist in der Faser verteilt, beispielsweise homogen verteilt. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist der Füllstoff an einer Oberfläche der Faser konzentriert bzw. auf eine Oberfläche der Faser aufgebracht. Allgemein können Fasern, die einen Füllstoff aufweisen (z.B. in der Faser oder auf einer Oberfläche der Faser) in den Faserscharen der ersten und/oder zweiten Faserschicht enthalten sein. Beispielsweise kann gemäß einer Ausführungsform eine Faserschar sowohl Fasern mit Füllstoff als auch Fasern ohne Füllstoff (z.B. Glasfasern und/oder Kohlefasern, z.B. für erhöhte Festigkeit) aufweisen. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn das Polymer der Faser das gleiche Material wie das Matrixmaterial der Faserverbundfeder (oder ein mit dem Matrixmaterial kompatibles Material) ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist auf einer Oberfläche der Fasern ein Polymermaterial angeordnet, welches den mindestens einen Füllstoff enthält, wobei der mindestens eine Füllstoff mindestens teilweise mit dem Polymermaterial verbunden ist (z. B. mindestens teilweise in das Polymermaterial eingebettet ist). Beispielsweise kann die Oberfläche der Fasern mit dem Polymermaterial beschichtet sein. Durch die Beschichtung mit dem Polymer können auch Fasern, die keine Polymerfasern sind (beispielsweise Glasfasern oder Kohlefasern) mit einem Füllstoff versehen werden. Gemäß einer Ausführungsform bewirkt der Füllstoff in dem Polymermaterial eine Verbesserung der Eigenschaften eines Matrixmaterials, welches gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände in den Faserteil eingebracht wird. Gemäß einer Ausführungsform sind die Füllstoffe mit dem Polymer gemischt, bevor das Polymer auf die Fasern aufgebracht wird. Gemäß anderer Ausführungsform wird zunächst das Polymer auf die Faser aufgebracht und anschließend die Füllstoffe mindestens teilweise in das Polymer eingebracht. Gemäß einer Ausführungsform werden die Füllstoffe vor dem Herstellen/Erzeugen/Aufbringen des Faserteils auf den Kern (beispielsweise vor dem Flechtprozess) auf die Fasern aufgebracht. Gemäß einer Ausführungsform ist das Polymer eine Schlichte, d.h. ein Material, welches der Hersteller der Faser nach deren Herstellung auf die Faseroberfläche aufbringt, um die gewünschte Faseroberfläche herzustellen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Polymermaterial das gleiche Material, das auch als Matrixmaterial verwendet wird. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist das Polymermaterial ein mit dem Matrixmaterial kompatibles Material. Gemäß einer Ausführungsform haftet das Polymermaterial an dem Matrixmaterial und/oder ist mit diesem bei geeigneten Temperaturen mischbar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Verfahren ein Einbringen eines Matrixmaterials in den Faserteil, wobei optional mindestens ein Teil der Fasern des Faserteils das Matrixmaterial als einen Bestandteil der Fasern aufweist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die verschiedenen Konfigurationen der ersten Faserschicht und der zweiten Faserschicht durch mindestens eines der folgenden Merkmale bedingt: (a) die erste Faserschicht und die zweite Faserschicht sind beide geflochten (d.h. sind geflochtene Faserschichten) und mindestens eine Faserschar der ersten Faserschicht weist eine erste Querschnittsfläche auf, die kleiner ist als eine zweite Querschnittsfläche einer kleinsten Faserschar der zweiten Faserschicht; (b) die erste Faserschicht weist je Flächeneinheit weniger Kreuzungspunkte von Faserscharen als die zweite Faserschicht auf; (c) der mittlere Elastizitätsmodul aller Fasern der ersten Faserschicht ist höher als der mittlere Elastizitätsmodul aller Fasern der zweiten Faserschicht; (d) die erste Faserschicht ist gewickelt und die zweite Faserschicht ist geflochten, wobei die Faserschar der ersten Faserschicht einen Querschnitt aufweist, der größer oder gleich dem Querschnitt der Schar und/oder der Gegenschar der zweiten Faserschicht ist. Merkmal (a) kann beispielsweise durch Faserscharen mit unterschiedlicher Anzahl von Fasern in der ersten Faserschicht und in der zweiten Faserschicht erreicht werden. Merkmal (b) kann beispielsweise durch unterschiedliche Fachung in der ersten und zweiten Faserschicht (d.h. durch verschiedene Anzahlen von parallel laufenden Faserscharen die nur gemeinsam von der Gegenschar gekreuzt werden) realisiert werden. Merkmal (c) kann beispielsweise durch Verwendung von verschiedenen Fasermaterialien in der ersten Faserschicht und der zweiten Faserschicht erreicht werden. Ferner kann Merkmal (c) beispielsweise dadurch erreicht werden, dass ausgehend von den Faserscharen der zweiten Faserschicht in den Faserscharen der ersten Faserschicht ein Teil der Fasern durch Fasern mit höherem Elastizitätsmodul ersetzt werden oder Fasern mit höherem Elastizitätsmodul zu den Faserscharen hinzugefügt werden. Bezüglich Merkmal (d) wird angemerkt, dass bei einer Wicklung der Querschnitt der Schar aufgrund der fehlenden Ondulationen groß gewählt werden kann. Gemäß Merkmal (d) ist der Querschnitt der Schar und/oder der Querschnitt der Gegenschar der zweiten geflochtenen Faserschicht kleiner als die Schar der ersten gewickelten Faserschicht.
Gemäß einer Ausführungsform bedingen die verschiedenen Konfigurationen der ersten Faserschicht und der zweiten Faserschicht verschiedene spezifische mechanische Eigenschaften wie beispielsweise eine Steifigkeit.
Es versteht sich, dass die hierin beschriebenen, einen Faserverbundfeder-Rohling betreffenden Ausführungsformen sich in einer aus dem Faserverbundfeder-Rohling hergestellten Faserverbundfeder wieder finden und die beschriebenen Vorteile eines Faserverbundfeder-Rohlings gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände auch für die aus dem Faserverbundfeder-Rohling hergestellten Faserverbundfeder gelten.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Geflechtsstruktur der ersten Faserschicht und der zweiten Faserschicht konfiguriert sind zur bestmöglichen Lastaufnahme der auftretenden mechanischen Belastungen in der jeweiligen Schicht des Faserteil-Querschnitts. Es sollte sich verstehen, dass der beschriebene Faserteil-Querschnitt sowohl bei dem Faserverbundfeder-Rohling als auch bei der Faserverbundfeder vorliegen kann und dass eine entsprechende Konfiguration der ersten Faserschicht und der zweiten Faserschicht des Faserteils zu einer entsprechenden Konfiguration der ersten Faserschicht und der zweiten Faserschicht der finalen Faserverbundfeder führen, die aus dem Faserverbundfeder-Rohling hergestellt wird. Allgemein gelten gemäß entsprechenden Ausführungsformen alle beschriebenen Merkmale des Faserverbundfeder-Rohlings entsprechend auch für eine Faserverbundfeder und sind hiermit auch für eine Faserverbundfeder als offenbart anzusehen.
Ein Konfigurieren der ersten Faserschicht und der zweiten Faserschicht kann beispielsweise hinsichtlich Fasermaterial, Fasersteifigkeit, Fasergeometrie, Faserstärke, Faseranzahl und Fachung (welche jeweils für Schar und Gegenschar unterschiedlich sein können) erfolgen. Insbesondere kann eine Flächendichte der Knotenpunkte in den Geflechten konfiguriert werden, um eine Torsionssteifigkeit des Faserteil-Querschnitts einzustellen. Mit einer durch diese Vorgehensweise erzielten optimaleren Verteilung der Lastaufnahme über den Querschnitt des Faserteils kann eine Verbesserung der Lebensdauer der Federn bei gleicher Belastung der Federn erzielt werden. Gemäß einer Ausführungsform kommen in einem Flechtprozess keine Fasern mehr in der Gegenschar vor, so dass der Flechtprozess einem Wickelprozess entspricht. Insofern schließt „Flechten“ gemäß einer Ausführungsform auch „Wickeln“ ein.
Die Fasern, aus denen der Faserteil gebildet ist, können durch geeignete Verfahrensschritte wie Pultrusion, Extrusion, einen Pyrolyseprozess oder beispielsweise einen Faserspinnprozess hergestellt werden. Das Material der Fasern (hierin auch kurz als Fasermaterial bezeichnet) kann beispielsweise ein Polymer (zum Beispiel Duroplaste oder Thermoplaste) enthalten bzw. auf einem Polymer basieren. Ferner kann das Fasermaterial Füllstoffe beispielsweise Silikat, Oxid und/oder Hydroxid enthalten. Gemäß entsprechenden Ausführungsformen kann das Fasermaterial Glas, Kohlenstoff oder Kunststoff (Polymer) oder eine Kombination hiervon sein. Gemäß einer Ausführungsform variiert das Fasermaterial über den Querschnitt des Faserteils, um eine lastgerechte Verteilung (d.h. eine gleichmäßige Verteilung der Last) über den Querschnitt des Faserteils zu erzielen. Hierbei können verschiedene Materialarten wie auch verschiedene Fasertypen derselben Materialklasse mit unterschiedlichen mechanischen Kennwerten als auch geometrischen Unterschieden zur Anwendung kommen. Auf diese Weise ist die Torsionssteifigkeit der jeweiligen Faserschicht (und insbesondere die Torsionssteifigkeit über den Querschnitt des Faserteils) einstellbar, so dass durch eine gleichmäßigere Verteilung der Last über den Querschnitt des Faserteils (bzw. der finalen Faserverbundfeder) eine Verbesserung der Lebensdauer der Federn bei gleicher Belastung erzielt werden kann.
Mit einer Variation des Faserwinkels über den Querschnitt des Faserteils, optional in Kombination mit den verschiedenen Geflechtsstrukturen und Faserarten, kann eine lastgerechte Verteilung der auftretenden Belastungen über den gesamten Querschnitt des Faserteils erzielt werden.
Die Fasern haben gemäß einer Ausführungsform einen runden Querschnitt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform haben die Fasern einen rechteckigen Querschnitt. Insbesondere können die Fasern gemäß einer Ausführungsform bandförmig sein. Insbesondere kann gemäß einer Ausführungsform ein Faserquerschnitt ein Verhältnis von Dicke zu Breite der Faser zwischen 1:1 und 1:100 aufweisen.
Wie bei der Herstellung von Bauteilen aus Faserverbundmaterialien üblich, muss der Faserteil mit dem in den Faserteil eingebrachten Matrixmaterial konsolidiert werden, beispielsweise durch Temperaturbeaufschlagung und/oder Druckbeaufschlagung mit einem temperierten Medium oder einem temperierten Werkzeug von innen (d.h. vom Kern aus) und/oder von außen (d.h. von einer äußeren Oberfläche der Faserverbundfeder aus). Gemäß einer Ausführungsform erfolgt eine Druckbeaufschlagung des Faserverbundfeder-Rohlings, zum Beispiel zur Infiltration mit der Matrix oder zur Aushärtung der Matrix, über ein expandierbares Hilfselement oder ein Medium. Ein Hilfselement kann zum Beispiel aus einem elastischen Material bestehen und kann zum Beispiel durch ein mit einem Medium durchströmten Zwischenraum zwischen zwei Schläuchen gebildet sein. Ferner kann das Hilfselement aus einem elastischen Schlauch bestehen, welcher mit einem Träger aus Metall oder Kunststoff verbunden ist, um einen expandierbaren Raum, in welchem sich das Medium befindet, abdichten zu können. Das vorzugsweise temperierbare Medium weist idealerweise eine geringe Kompressibilität auf und kann beispielsweise durch Wasser oder Öl gebildet sein. Eine höhere Temperatur bei der Aushärtung der Matrix hat den Vorteil, die Prozesszeit des Aushärtevorganges verkürzen zu können, was insgesamt zu einem effizienteren Verfahren aufgrund geringerer Formbelegungszeiten führt. Gemäß einer Ausführungsform, insbesondere wenn die Fasern aus einem Polymer hergestellt sind oder mit einem Polymer beschichtet sind, erfolgt die Konsolidierung des Rohlings bei einer Temperatur, die über der Erweichungstemperatur des Polymers (zum Beispiel über der Glastemperatur des Polymers oder über der Schmelztemperatur des Polymers) liegt. Dies hat den Vorteil, dass die Ausprägung der Ondulationen der Knotenpunkte in den Geflechten bei der Konsolidierung verringert werden, was zu einer Erhöhung der Druckfestigkeit in Faserrichtung führt. Des Weiteren können die Füllstoffe als Rissstopper wirken und ein Risswachstum in der Faserverbundfeder hemmen, was zu einer verbesserten Lebensdauer der Faserverbundfeder führen kann. Gemäß einer Ausführungsform enthält der Rohling das bereits beschriebene Matrixmaterial.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt eine Versiegelung der Anschlussbereiche (beispielsweise, in einer Ausführungsform, der Stirnflächen) des Faserverbundfeder-Rohlings durch bereichsweises Aushärten der Matrix. Anschlussbereiche sind hierbei Bereiche, welche zum Einbringen der Matrix in den Faserteil verwendet werden bzw. welche hierfür vorgesehen sind. Das Bereichsweise Aushärten der Matrix kann beispielsweise durch thermische Behandlung (bis hin zur teilweisen Verbrennung der Matrix) oder durch Berührung mit thermisch leitenden (beispielsweise metallischen) Flächen, welche eine geeignete Temperatur (beispielsweise im Bereich von 100 °C bis 360 °C) aufweisen. Diese thermisch leitenden Flächen können beispielsweise beschichtet sein, insbesondere mit Polytetrafluorethylen (PTFE).
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt eine Versiegelung der Anschlussbereiche des Faserverbundfeder-Rohlings durch thermische (oder andere) Einwirkung auf die Hülle (welche beispielsweise ein thermoplastischer Schlauch sein kann) und anschließender Verformung. Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt eine Versiegelung der Anschlussbereiche durch Umformung von thermoplastischen Materialien, beispielsweise Schrumpfschläuche, Schrumpfkappen, etc. Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Versiegelung der Anschlussbereiche durch Aufbringen von Versiegelungsmaterial, beispielsweise Elastomermaterial, beispielsweise in Form von Silikonstopfen, Elastomerkappen, etc. Gemäß einer Ausführungsform wird der Infiltrationsvorgang durch eine gesteuerte Kompaktierung des Faserteils durch Druckeinwirkung unterstützt.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Infiltration des Faserteils mit der Matrix im geraden Zustand, mit anschließender Kühlung des resultierenden Faserverbundfeder-Rohlings. Gemäß einer Ausführungsform erfolgt erst zu einem späteren Zeitpunkt die Formgebung und Aushärtung im verformten Zustand unter Temperaturbeaufschlagung.
Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände können zu einem Abfall der Torsionssteifigkeit von innen nach außen (d.h. in einer Richtung von dem Kern zu einer äußeren Oberfläche der Faserverbundfeder) führen.
Zusammenfassend kann gesagt werden:
Durch die kombinierte Variation der Geflechtstrukturen, Faserarten, als auch der gezielten Anpassung der Faserwinkel, kann eine verbesserte (insbesondere gleichmäßigere) Verteilung der auftretenden Kräfte über den Querschnitt des Federstrangs erreicht werden. Auf diese Weise können Faserverbundfedern mit höheren maximal ertragbaren Schubspannungen und somit auch zu einer verbesserten Lebensdauer der Federn bereitgestellt werden.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Konsolidierung des Faserverbundfeder-Rohlings während oder nach der Infiltration und/oder während Aushärtung, beispielsweise durch Einwirkung eines Mediendruckes, eines elastischen Hilfselementes, oder eines formstabilen Werkzeuges aus Metall oder Kunststoff von der Außenseite des Querschnitts des Federstrangs. Durch diese Vorgehensweise kann eine raschere Infiltration durch eine sich verändernde Kompaktierung realisiert werden, was zu kürzeren Prozesszeiten führt. Durch Vorsehen von Füllstoffen auf und/oder in der Faser kann eine Zugabe von festen Füllstoffen zu dem Matrixmaterial entbehrlich sein. Auf diese Weise kann eine unerwünschte Filterwirkung des Faserteils, die sich während eines Infiltrationsvorgangs mit einem Matrixmaterial, das den Füllstoff bereits enthält, verringert oder vermieden werden.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die jeweilige Konsolidierung der Feder während oder nach der Infiltration und/oder während Aushärtung, beispielsweise durch Einwirkung eines Mediendruckes über ein elastisches Hilfselement als Kern von der Innenseite des Querschnitts des Federstrangs. Durch diese Vorgehensweise kann eine rasche Füllung des Faserteils durch eine kontrollierte Kompaktierung gewährleistet werden, was zu kürzeren Prozesszeiten führt. Des Weiteren kann die Filterwirkung der Faserstrukturen bei Verwendung von Füllstoffen im festen Zustand, im Vergleich zu einem rein stirnseitigen Anguss, verringert werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann beispielsweise durch die Verwendung von füllstoffmodifizierten dünnen Bändern oder Fasern in der Schar- oder Gegenschar der Geflechtstrukturen und deren anschließender Konsolidierung, die Ondulation der Knotenpunkte in den Geflechten verringert werden, was zu einer Erhöhung der Druckfestigkeit in Faserrichtung führen kann.
Insbesondere aufgrund der längeren Fließwege sind wendelförmige Oberflächenstrukturen für eine korrekte (beispielsweise gleichmäßige) Durchtränkung der Faserpakete mit der Matrix, im Vergleich zu geraden, entlang einer Längsrichtung des Federstrangs sich erstreckenden Fließwegen, als vorteilhafter anzusehen.
Durch das dem Infiltrationsvorgang vorgelagertem Einbringen der festen Füllstoffe in die Fasern bzw. das Aufbringen der festen Füllstoffe auf die Fasern, kann eine unerwünschte Filterwirkung des Faserteils umgangen werden. Feste Füllstoffe können im Vergleich zu den am Markt erhältlichen flüssigen, für die Infiltration geeigneten Varianten, vorteilhafter sein und durch das Hemmen des Risswachstumes beispielsweise als Rissstopper dienen, was zu einer verbesserten Lebensdauer des Endproduktes führen kann.
Gemäß Ausführungsformen des zweiten Aspektes ist die Faserverbundfeder ausgebildet zum Liefern der Funktionalität von einem oder mehreren der vorstehend genannten Ausführungsformen und/oder zum Liefern der Funktionalität, wie sie für eine oder mehrere der vorstehend genannten Ausführungsformen, insbesondere der Ausführungsformen des ersten Aspektes, erforderlich ist.
Gemäß Ausführungsformen des dritten Aspektes ist das Verfahren eingerichtet zum Liefern der Funktionalität von einem oder mehreren der vorstehend genannten Ausführungsformen und/oder zum Liefern der Funktionalität, wie sie für eine oder mehrere der vorstehend genannten Ausführungsformen, insbesondere der Ausführungsformen des ersten Aspektes, erforderlich ist.
Gemäß Ausführungsformen des vierten Aspektes ist das Verfahren eingerichtet zum Liefern der Funktionalität von einem oder mehreren der vorstehend genannten Ausführungsformen und/oder zum Liefern der Funktionalität, wie sie für eine oder mehrere der vorstehend genannten Ausführungsformen, insbesondere der Ausführungsformen des ersten Aspektes, erforderlich ist.
Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände beschrieben, wobei beispielsweise auf einen Faserverbundfeder-Rohling, eine Faserverbundfeder und entsprechende Verfahren Bezug genommen wird. Es sollte hervorgehoben werden, dass natürlich jede Kombination von Merkmalen verschiedener Aspekte, Ausführungsformen und Beispielen möglich ist. Insbesondere werden einige Ausführungsformen mit Bezug auf ein Verfahren beschrieben, während andere Ausführungsformen mit Bezug auf eine Vorrichtung beschrieben werden. Wiederum andere Ausführungsformen werden mit Bezug auf einen Faserverbundfeder-Rohling beschrieben, während andere Ausführungsformen mit Bezug auf eine Faserverbundfeder beschrieben werden. Jedoch wird der Fachmann der vorstehenden und der nachfolgenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen entnehmen, dass, solange es nicht anders angegeben ist, Merkmale verschiedener Aspekte, Ausführungsformen und Beispiele kombinierbar sind und solche Kombinationen von Merkmalen als durch diese Anmeldung offenbart anzusehen sind. Beispielsweise ist selbst ein Merkmal, welches sich auf ein Verfahren bezieht, mit einem Merkmal kombinierbar, welches sich auf eine Vorrichtung bezieht, und umgekehrt.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsformen, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Die einzelnen Figuren der Zeichnungen dieser Anmeldung sind lediglich als schematisch und als nicht maßstabsgetreu anzusehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen Faserverbundfeder-Rohling gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände in einer Schnittansicht in einer Längsrichtung.
2 zeigt den Faserverbundfeder-Rohling aus 1 in einer Schnittansicht quer zu der Längsrichtung entlang der Linie II-II in 1.
3 zeigt das Aufflechten eines Faserteils auf einen gekrümmten Kern gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.
4 zeigt eine Faserverbundfeder gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.
5 zeigt eine Faser gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.
Detaillierte Beschreibung
Es wird angemerkt, dass in verschiedenen Figuren ähnliche oder identische Elemente oder Komponenten mit denselben Bezugszahlen versehen sind, oder mit Bezugszahlen, die sich nur in der ersten Ziffer oder einem angehängten Buchstaben unterscheiden. Solche Merkmale bzw. Komponenten, die mit den entsprechenden Merkmalen bzw. Komponenten in einer anderen Figur gleich oder zumindest funktionsgleich sind, werden nur bei ihrem ersten Auftreten in dem nachfolgenden Text detailliert beschrieben und die Beschreibung wird bei nachfolgendem Auftreten dieser Merkmale und Komponenten (bzw. der entsprechenden Bezugszahlen) nicht wiederholt.
1 zeigt einen Faserverbundfeder-Rohling 100 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände in einer Schnittansicht in einer Längsrichtung 101.
Der Faserverbundfeder-Rohling 100 weist einen Kern 102 auf, auf welchem eine Fließhilfe 104, beispielsweise ein Netz angeordnet ist. Gemäß einer Ausführungsform ist der Kern 102 aus einem Polymermaterial gebildet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Kern 102 hohl und kann daher zur Infiltration eines Matrixmaterials (in 1 nicht dargestellt) verwendet werden.
Der Faserverbundfeder-Rohling 100 weist ferner einen Faserteil 106 auf mit einer ersten Faserschicht 108 und einer zweiten Faserschicht 110. Die erste Faserschicht 108 ist über dem Kern 102 und insbesondere auf der Fließhilfe 104 angeordnet. Die zweite Faserschicht 110 ist auf einer dem Kern 102 abgewandten Seite der ersten Faserschicht 108 angeordnet.
Gemäß einer ersten Ausführungsform ist die erste Faserschicht 108 um den Kern 102 gewickelt (in 1 nicht dargestellt) und die zweite Faserschicht 110 ist auf die erste Faserschicht 108 aufgeflochten und bildet einen Geflechtschlauch, der in 1 teilweise bei 112 in Draufsicht dargestellt ist. Die geflochtene zweite Faserschicht 110 weist eine Schar 114 und eine Gegenschar 116 auf, die sich in Knotenpunkten 118 kreuzen. In den Knotenpunkten 118 können Schar 114 und Gegenschar 116 nicht in einer Ebene verlaufen, was zu Umlenkungen der Scharen 114, 116, den sogenannten Ondulationen führt.
Da die erste Faserschicht 108 gewickelt ist und somit keine Gegenschar aufweist, enthält die erste Faserschicht 108 keine Ondulationen. Somit weist die zweite Faserschicht 110 eine höhere Anzahl an Ondulationen pro Flächeneinheit auf, was zu einer geringeren Steifigkeit der Faserscharen 114 und 116 in Faserrichtung führt. Nachdem die radial äußere, zweite Faserschicht 110 verglichen mit der ersten Faserschicht 108 höheren Dehnungen ausgesetzt ist, führt die geringere Steifigkeit der Faserscharen 114, 116 gegenüber der Wicklung der Faserschar in der ersten Faserschicht 108 zu einer gleichmäßigeren Verteilung mechanischer Spannungen zwischen der ersten Faserschicht 108 und der zweiten Faserschicht 110, und damit zu einer gleichmäßigeren Verteilung mechanischer Spannungen über den Querschnitt des Faserteils 106.
Der Faserverbundfeder-Rohling 100 weist ferner eine Hülle 120 auf, welche den Faserteil 106 umgibt und eine Kavität 122 zwischen dem Kern 102 und der Hülle 120 definiert, in welcher der Faserteil 106 angeordnet ist. Die Kavität 122 erlaubt eine effiziente Infiltration des Faserteils 106 mit Matrixmaterial, beispielsweise durch die Fließhilfe 104 in der Längsrichtung 101, oder quer zu der Längsrichtung 101 durch radiale Durchbrüche 124 in dem Kern 102. Hierzu kann vorgesehen sein, dass im Inneren 126 des hohlen Kerns 102 ein verschiebbares Element 128, beispielsweise in Form eines Kolben oder eines Zugankers vorgesehen ist, mittels welchem Matrixmaterial in das Innere 126 des hohlen Kerns 102 einsaugbar ist. Nach einem Verschließen einer Matrixmaterialversorgungsleitung (in 1 nicht dargestellt) kann durch Bewegen des verschiebbaren Elementes 128 Matrixmaterial aus dem Inneren 126 des hohlen Kerns 102 durch die radialen Durchbrüche 124 in den Faserteil 106 gedrückt werden.
2 zeigt den Faserverbundfeder-Rohling 100 aus 1 in einer Schnittansicht quer zu der Längsrichtung 101 entlang der Linie II-II in 1. Die einzelnen Elemente des Faserverbundfeder-Rohlings 100 sind in 2 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und eine Beschreibung derselben wird daher hier nicht wiederholt.
3 zeigt das Aufflechten eines Faserteils 106 auf einen gekrümmten Kern 102 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.
Gemäß einer Ausführungsform ist eine Vorrichtung 130 vorgesehen, zum Erzeugen des Faserteils 106 auf dem gekrümmten Kern 102. Durch die Krümmung des Kerns 102 unterliegen die Fasern des Faserteils 106 bei der Herstellung der finalen Form des Faserverbundfeder-Rohlings 100 einer geringeren Verformung, verglichen mit einem Erzeugen des Faserteils 106 auf einem ungekrümmten Kern (in 3 nicht dargestellt).
4 zeigt eine Faserverbundfeder 131 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.
Zur Herstellung der Faserverbundfeder 131 wird ein Faserverbundfeder-Rohling 100 (beispielsweise der Faserverbundfeder-Rohling 100 aus 1 oder der Faserverbundfeder-Rohling aus 3) mit dem Matrixmaterial (in 4 nicht dargestellt) infiltriert und in eine finale Form gewickelt. Anschließend wird das Matrixmaterial ausgehärtet, um die Faserverbundfeder 131 zu erhalten.
5 zeigt eine Faser 132 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Faser 132 mit einem Polymermaterial 134 beschichtet und ein Füllstoff 136 ist in das Polymermaterial 134 eingebettet. Durch Herstellung eines Faserteils 106 (in 4 nicht dargestellt) mit den Fasern 132, die den Füllstoff 136 in dem Polymermaterial 134 aufweisen, kann der Füllstoff 136 auf einfache Weise in die Faserverbundfeder eingebracht werden.
Es sollte angemerkt werden, dass ein Faserverbundfeder-Rohling, wie er hierin beschrieben ist, nicht auf die dezidierten Entitäten beschränkt ist, wie sie in einigen Ausführungsformen beschrieben sind. Vielmehr können die hierin offenbarten Gegenstände auf zahlreichen Weisen mit verschiedenen Schichten und Schichtenabfolgen implementiert werden, während sie immer noch die offenbarte spezifische Funktionalität liefern.
Es wird darauf hingewiesen, dass die hier beschriebenen Beispiele und Ausführungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen. So ist es möglich, die Merkmale einzelner Ausführungsformen in geeigneter Weise miteinander zu kombinieren, so dass für den Fachmann mit den hier expliziten Ausführungsvarianten eine Vielzahl von verschiedenen Ausführungsformen als offenbart anzusehen sind. Ferner sollte erwähnt werden, dass Begriffe wie „ein“ oder „eines“ eine Mehrzahl nicht ausschließen. Begriffe wie „enthaltend“ oder „aufweisend“ schließen weitere Merkmale oder Verfahrensschritte nicht aus.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6454251 B1 [0002]
WO 2010/129975 A2 [0010]
EP 2724846 A1 [0010]

Claims

Faserverbundfeder-Rohling (100), aufweisend: einen Kern (102); und einen Faserteil (106), welcher eine Vielzahl von Fasern aufweist, wobei der Faserteil (106) eine erste Faserschicht (108) und eine zweite Faserschicht (110) aufweist; wobei die erste Faserschicht (108) über dem Kern (102) angeordnet ist und die zweite Faserschicht (110) auf einer dem Kern abgewandten Seite der ersten Faserschicht (108) angeordnet ist; und wobei die erste Faserschicht (108) und die zweite Faserschicht (110) voneinander verschiedene Konfigurationen aufweisen.
Faserverbundfeder-Rohling nach Anspruch 1, wobei die unterschiedliche Konfiguration der ersten Faserschicht (108) und der zweiten Faserschicht (110) bei einem Belasten der Feder einer ungleichmäßigen Verteilung mechanischer Spannungen zwischen der ersten Faserschicht (108) und der zweiten Faserschicht (110) entgegenwirkt.
Faserverbundfeder-Rohling nach Anspruch 1 oder 2, wobei durch eine Verformung des Faserverbundfeder-Rohlings (100) eine erste Faserschar in der ersten Faserschicht (108) mit einer Druckkraft belastbar ist; durch die Verformung des Faserverbundfeder-Rohlings (100) eine zweite Faserschar in der zweiten Faserschicht (110) mit einer Druckkraft belastbar ist; die erste Faserschar in Faserrichtung eine erste Steifigkeit aufweist; die zweite Faserschar in Faserrichtung eine zweite Steifigkeit aufweist; und die erste Steifigkeit höher als die zweite Steifigkeit ist.
Faserverbundfeder-Rohling nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Kern (102) gekrümmt ist; und wobei der Faserteil (106) auf den gekrümmten Kern (102) aufgebracht ist.
Faserverbundfeder-Rohling nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jede Faserschicht (108, 110) mindestens eine Faserschar aufweist, die insbesondere geflochten oder gewickelt ist.
Faserverbundfeder-Rohling nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei mindestens ein Teil der Fasern des Faserteils (106) einen Füllstoff (136) aufweist, wobei der Füllstoff (136) insbesondere ein Silikat, Oxid oder Hydroxid ist.
Faserverbundfeder-Rohling nach Anspruch 6, wobei auf einer Oberfläche der Fasern ein Polymermaterial (134) angeordnet ist, welches den mindestens einen Füllstoff (136) enthält, wobei der mindestens eine Füllstoff (136) mindestens teilweise mit dem Polymermaterial (134) verbunden ist.
Faserverbundfeder-Rohling nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die voneinander verschiedenen Konfigurationen der ersten Faserschicht (108) und der zweiten Faserschicht (110) durch mindestens eines der folgenden Merkmale bedingt ist: die erste Faserschicht (108) und die zweite Faserschicht (110) sind beide geflochten und mindestens eine Faserschar der ersten Faserschicht (108) weist eine erste Querschnittsfläche auf, die kleiner ist als eine zweite Querschnittsfläche einer kleinsten Faserschar der zweiten Faserschicht (110); die erste Faserschicht (108) weist je Flächeneinheit weniger Kreuzungspunkte von Faserscharen als die zweite Faserschicht (110) auf; der mittlere Elastizitätsmodul aller Fasern der ersten Faserschicht (108) ist höher als der mittlere Elastizitätsmodul aller Fasern der zweiten Faserschicht (110); die erste Faserschicht (108) ist gewickelt und die zweite Faserschicht (110) ist geflochten, wobei die Faserschar der ersten Faserschicht (108) einen Querschnitt aufweist, der größer oder gleich dem Querschnitt der Schar und/oder der Gegenschar der zweiten Faserschicht (110) ist.
Faserverbundfeder-Rohling nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner enthaltend eine Fließhilfe (104) zwischen dem Kern (102) und der ersten Faserschicht (108), wobei die Fließhilfe (104) ein Einbringen eines Matrixmaterials in den Faserteil (106) erleichtert; und/oder eine Hülle (120), welche den Faserteil (106) umgibt und eine Kavität (122) zwischen dem Kern (102) und der Hülle (120) definiert, in welcher der Faserteil (106) angeordnet ist.
Faserverbundfeder (131), aufweisend: einen Faserverbundfeder-Rohling (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Faserverbundfeder-Rohling (100) in eine finale Form gebracht ist und ein Matrixmaterial in den Faserteil (106) eingebracht ist.