DE4422473C2 - Leaf spring with synthetic fiber threads embedded in synthetic resin - Google Patents

Description

Die Herstellung von Blattfedern aus Kunststoff ist hinreichend bekannt. Verwiesen wird diesbezüglich beispielsweise auf die DE 35 27 917 A1, aus der eine Blattfeder bekannt ist, die sich aus mehreren Schichten Glasfaserfäden zusammensetzt, die durch Epoxidharzschichten miteinander verbunden sind. Die Fasern, die sich in Längsrichtung der Blattfeder erstrecken, werden zur Erhöhung der Festigkeit vorgespannt. Zur Herstellung derartiger Blattfedern sind Pressen mit Preßformen vorgesehen, wobei die Kontur der Blattfeder in der Preßform unter Druck erzeugt wird.The manufacture of plastic leaf springs is well known. Reference is made in this regard for example to DE 35 27 917 A1, from which a leaf spring is known, which consists of several layers of glass fiber threads composed by epoxy resin layers with each other are connected. The fibers that extend in the longitudinal direction of the Leaf spring extend to increase strength biased. To manufacture such leaf springs Presses provided with dies, the contour of the Leaf spring is generated in the press mold under pressure.

Aus der DE 32 22 079 A1 ist eine Feder bekannt, bei der in einem Kunststoff-Matrix aus Epoxidharz die Kunststoffaserfäden in Richtung parallel zur Längsachse verlaufend eingebracht sind.From DE 32 22 079 A1 a spring is known in which in one Plastic matrix made of epoxy resin which plastic fiber threads in Direction parallel to the longitudinal axis are introduced.

An diesen Fertigungsverfahren ist nachteilig, daß nicht nur die Pressen selbst sehr teuer in der Anschaffung sind, sondern darüber hinaus auch die Preßformen, die dem beim Preßvorgang entstehenden erheblichen Druck standhalten müssen.A disadvantage of these manufacturing processes is that not only the presses themselves are very expensive to buy, but also the molds that the Pressing process must withstand considerable pressure.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Blattfeder aus in Kunstharz eingebetteten Kunstfaserfäden und ein Verfahren zu ihrer Herstellung zu schaffen, die einfach und preiswert in der Herstellung ist, und die dennoch in etwa die gleichen Festigkeltseigenschaften aufweist, wie eine nach einem herkömmlichen Verfahren hergestellten Blattfeder.The invention is therefore based on the object Leaf spring made of synthetic fiber threads and embedded in synthetic resin to create a process for their manufacture that is simple and is inexpensive to manufacture, and still roughly has the same strength properties as one after a leaf spring manufactured using a conventional method.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Kunstharz ein Schaumharz eingesetzt wird. Schaumharz, beispielsweise als Mischung aus etwa 82% Epoxidharz, 16% Härter und 2% Treibmittel, hat die Eigenschaft, unter Blasenbildung zu expandieren. Da die Expansion im wesentlichen über die gesamte Dicke des Körpers gleichmäßig ist, erfolgt auch eine gleichmäßige Verteilung der Fäden über den Querschnitt der Blattfeder. Während der Expansion des Schaumharzes füllt der Schaumharz die Form, egal wie verwinkelt diese gestaltet ist, vollständig aus. Bei einer nach dem herkömmlichen Verfahren hergestellte Blattfeder besteht beim Preßvorgang immer die Gefahr, daß der Abstand zwischen den einzelnen Faserschichten unterschiedlich ist, mit der Folge, daß auch die Epoxidharzschicht unterschiedlich dick ist. Die Folge hiervon spiegelt sich in einer geringeren Belastbarkeit wieder.The object is achieved in that as Resin a foam resin is used. Foam resin, for example as a mixture of about 82% epoxy resin, 16% Hardener and 2% blowing agent, has the property under Expand blistering. Because the expansion is essentially is uniform over the entire thickness of the body even distribution of the threads over the Cross section of the leaf spring. During the expansion of the Foam resin, the foam resin fills the mold no matter how angled this is designed completely. At a Leaf spring manufactured according to the conventional method there is always a risk during the pressing process that the distance is different between the individual fiber layers, with the result that the epoxy resin layer is also different is thick. The consequence of this is reflected in a smaller one Resilience again.

Der Faseranteil an der fertigen Blattfeder beträgt etwa 60%. Eine erfindungsgemäß hergestellte Feder zeichnet sich darüber hinaus aufgrund der Porenbildung des Schaumharzes durch ein geringeres Gewicht aus. Es hat sich darüber hinaus gezeigt, daß entgegen der herrschenden Meinung, gleichmäßig verteilte Micro-Poren, wie sie bei der Expansion von Schaumharz auftreten, keine negativen Auswirkungen auf die Festigkeit haben (Tabelle: Vergleich Festigkeitswerte Schaumharz-Flachprobe; herkömmliche GFK-Flachprobe). Es muß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Gegensatz zum Stand der Technik auch nicht mit Harzüberschuß gearbeitet werden, das heißt, daß die Blattfedern umweltfreundlicher herstellbar sind. The fiber content in the finished leaf spring is about 60%. A spring produced according to the invention is distinguished by this also due to the pore formation of the foam resin by a lower weight. It has also been shown that contrary to prevailing opinion, evenly distributed Micro-pores, such as those used in the expansion of foam resin occur, no negative impact on strength (Table: Comparison of strength values Foam resin flat sample; conventional GRP flat sample). It must in the method according to the invention in contrast to the state the technology does not work with excess resin, this means that the leaf springs can be manufactured in a more environmentally friendly manner are.  

Vorteilhaft hat sich insbesondere eine Blattfeder in Form einer Keilfeder herausgestellt. Die bekannte Hyperbelfeder weist nur eine geringe Seitensteifigkeit auf und kann daher nur bedingt Radführungsfunktionen übernehmen. Die Parabelfeder dagegen hat eine konstante Breite, weswegen sie im Nutzungsfahrzeugbereich die bevorzugte Federform ist. Wegen des parabolischen Dickenverlaufs und wegen der benötigten Mittenverstärkung, die in einem zusätzlichen Arbeitsgang hergestellt werden muß, ist jedoch die Herstellung einer GFK-Parabelfeder aufwendiger, als die einer GFK-Hyperbelfeder. Die Keilfeder vereinigt die Vorteile von Hyperbel- und Parabelfeder: außer einer konstanten Breite besitzt sie eine konstante Glasfaser-Querschnittsfläche über die Federlänge und einen veränderlichen Dickenverlauf. Aufgrund des veränderten Dickenverlaufes benötigt sie gegenüber der Parabelfeder keinen zusätzlichen Kern als Mittenverstärkung.A leaf spring in form has been found to be particularly advantageous exposed a wedge spring. The well-known hyperbolic feather has little lateral stiffness and can therefore take over wheel guidance functions only to a limited extent. The Parabolic spring, on the other hand, has a constant width, which is why it is the preferred spring form in the commercial vehicle sector. Because of the parabolic course of the thickness and because of the required center reinforcement, which in an additional However, the operation must be made It takes more effort to manufacture a GRP parabolic spring than one GRP hyperbolic spring. The wedge spring combines the advantages of Hyperbolic and parabolic spring: except for a constant width it has a constant glass fiber cross-sectional area the spring length and a variable thickness curve. Due to the change in thickness, it is required no additional core than the parabolic spring Center reinforcement.

Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf die Verwendung von Schaumharz, insbesondere Epoxid-Schaumharz und Kunstfaserfäden zur Herstellung von Blattfedern. Ein Verfahren zur Herstellung einer Blattfeder der eingangs genannten Art zeichnet sich dadurch aus, daß die Fäden in dem Schaumharz getränkt werden, und im getränkten Zustand in eine verschließbare Form eingeführt werden.The invention also relates to the use of Foam resin, especially epoxy and Synthetic fiber threads for the manufacture of leaf springs. On Process for producing a leaf spring of the introduction mentioned type is characterized in that the threads in the Foam resin are soaked, and in the soaked state in a closable form are introduced.

Vorteilhaft wird die verschließbare Form während des Expansionsvorgangs des Schaumharzes erwärmt. Dieser Vorgang des Härtens in der Form, der auch Geliervorgang genannt wird, findet über eine Stunde bei 70° statt. Das nachfolgende Aushärten der Blattfeder außerhalb der Form kann durch die Zuführung von Wärme beschleunigt werden, wobei der Aushärtevorgang nach vier Stunden bei 90° abgeschlossen ist.The lockable shape is advantageous during Expansion process of the foam resin heated. This process hardening in the form, also called the gelling process, takes place over an hour at 70 °. The following The leaf spring can be hardened outside of the mold by the Supply of heat can be accelerated, the The curing process is completed after four hours at 90 °.

Mit Probenkörpern wurden etwa 90 Festigkeitsversuche durchgeführt; verglichen wurden erfindungsgemäße Probenkörper mit GFK-Probenkörpern, die nach dem bekannten Stand der Technik hergestellt wurden. Die nachfolgende Tabelle zeigt die Mittelwerte der ermittelten Festigkeitswerte.About 90 strength tests were carried out with test specimens carried out; specimens according to the invention were compared with GRP test specimens, which according to the known state of the Technology were manufactured. The table below shows the mean values of the determined strength values.

Claims (8)

1. Blattfeder mit in Kunstharz eingebetteten Kunststoffaserfäden, wobei die Kunststoffaserfäden sich in Längsrichtung der Feder erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunstharz ein Schaumharz eingesetzt wird.1. Leaf spring with synthetic fiber threads embedded in synthetic resin, the synthetic fiber threads extending in the longitudinal direction of the spring, characterized in that a foam resin is used as synthetic resin. 2. Blattfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder die Form einer Keilfeder aufweist.2. leaf spring according to claim 1, characterized in that the leaf spring has the shape of a wedge spring. 3. Blattfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaumharz aus einer Mischung aus etwa 82% Epoxidharz, 16% Härter und 2% Treibmittel besteht.3. leaf spring according to claim 1, characterized in that the foam resin from a mixture of about 82% Epoxy resin, 16% hardener and 2% blowing agent. 4. Blattfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faseranteil etwa 60% beträgt.4. leaf spring according to claim 1, characterized in that the fiber content is about 60%. 5. Verfahren zur Herstellung einer Blattfeder nach einem oder mehrerer der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden in dem Schaumharz getränkt werden, und im getränkten Zustand in eine verschließbare Form eingeführt werden. 5. Method for producing a leaf spring according to a or more of claims 1-4, characterized in that the threads are soaked in the foam resin, and in soaked condition in a closable form be introduced.   6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verschließbare Form während des Expansionsvorganges des Schaumharzes erwärmt wird.6. The method according to claim 5, characterized in that the lockable shape during the Expansion process of the foam resin is heated. 7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aushärtung der Blattfeder unter Zuführung von Wärme außerhalb der Form erfolgt.7. The method according to claim 5, characterized in that the hardening of the leaf spring with the addition of Heat takes place outside the mold. 8. Verwendung von Schaumharz, insbesondere von Epoxidschaumharz, als Matrixmaterial für Kunststoffaserfäden zur Herstellung von Blattfedern.8. Use of foam resin, in particular Epoxy foam resin, as a matrix material for Plastic fiber threads for the production of leaf springs.