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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Einspannen wenigstens eines langgestreckten
Faserverbundbauelements, insbesondere eines Feder- und/oder Führungselements
aus Faserverbundwerkstoff, mit einem ersten Spannelement und einem
damit über
Befestigungsmittel verbindbaren zweiten Spannelement, die im montierten
Zustand einen Aufnahmebereich zur klemmenden Aufnahme eines Einspannbereichs
des Faserverbundbauelements ausbilden.
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Im Fahrwerksbereich von Schienen-
und Straßenfahrzeugen
werden Federkomponenten, die gleichzeitig Radführungsaufgaben übernehmen
können,
aus Faserverbundwerkstoffen eingesetzt. Problematisch ist dabei
grundsätzlich
bei der Anbindung dieser Faserverbundbauelemente, die im Folgenden auch
als FVK-Komponenten bezeichnet werden, an metallische Strukturen
des Fahrwerks, wie Lagergehäuse
oder Tragstrukturen, zur Moment- und Kraftübertragung.
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Es sind Lösungen bekannt, bei denen die FVK-Komponente über entsprechend
gestaltete Flansche geklemmt wird. Diese Lösungen werden derzeit im wesentlichen
zur Federung des Fahrzeugs verwendet. Zur Radführung sind meist zusätzliche, insbesondere
in Längsrichtung
des Fahrzeugs angeordnete Lenker erforderlich. Weiterhin nachteilig
ist, dass die Vorspannkraft im geklemmten Bereich durch Kriech-
und Relaxationsvorgänge
abgebaut wird.
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Die
DE 197 31 867 C1 beschreibt ein Laufwerk
für ein
Schienenfahrzeug. Dabei sind jeweils zusammengehörige Enden einer Anordnung
von faserverstärkten
Kunststoff-Biegefedern
schubweich gelenkig am oder im zugehörigen Radlagergehäuse mittels
Schwenkzapfen oder gummielastischem Element zwischen Biegefeder
und Radlager gelagert, damit sie in Fahrtrichtung auftretende Stöße und Schwingungen
gedämpft über die
in Längsrichtung relativ
steifen Biegefedern auf den Fahrwerkrahmen übertragen können. Derartige Konstruktionen
sind nicht in jedem Fall anwendbar, insbesondere dann nicht, wenn
eine starre Verbindung von Feder- und/oder Führungselementen in FVK-Bauweise
an entsprechenden Befestigungspunkten erforderlich ist.
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In einer Ausführungsform ist das Radlager unmittelbar
und unelastisch mit den zugehörigen
Enden der Biegefedern verbunden. Hier kommt es zu den bereits oben
genannten Problemen des Abbaus der Vorspannkraft im geklemmten Bereich
durch Kriech- und Relaxationsvorgänge.
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Die
DE 42 07 405 C2 offenbart einen Achslenker
für Drehgestelle
von Schienenfahrzeugen, deren Achsen längs- und querelastisch durch
Federblattachslenker geführt
werden, die eine federblattartige Form aufweisen, aus einem Grundkörper aus
Faserverbundwerkstoff bestehen und an beiden Enden großflächig am
Fahrzeug- bzw. Drehgestellrahmen und am Achslagergehäuse eingespannt
sind. Dabei sind im Vergleich zur Gesamtlänge kurze Querschnittsbereiche
des Grundkörpers
beidseitig nahe der Einspannbereiche im Verhältnis zum Querschnitt des Mittelbereiches
dickenreduziert ausgeführt,
so dass eine einem Filmscharnier vergleichbare Wirkung erzielt wird.
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Die
DE 199 33 432 A1 beschreibt eine Radaufhängung bei
einem Kraftfahrzeug. Dabei sind freie Enden von Federschenkeln eines
als Blattfeder ausgebildeten Lenkers aus Faserverbundwerkstoff jeweils
mittels vergleichsweise großflächiger Klemmplatten
mit einem lenkerfesten Lagerteil durch Verschraubungen verbunden.
Auch hier kommt es zu den bereits oben genannten Problemen des Abbaus der
Vorspannkraft im geklemmten Bereich durch Kriech- und Relaxationsvorgänge.
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Die
DE 39 35 795 A1 offenbart eine Blattfeder
aus Faserverbundwerkstoff mit einem im wesentlichen einheitlichen
länglichen
Federkörper
und Befestigungseinrichtungen an den Enden des Federkörpers sowie
zwischen diesen Enden, wobei die Befestigungseinrichtungen wenigstens
ein metallisches Krafteinleitungselement aufweisen, welches unter Einschluss
einer Zwischenschicht auf sich gegenüberliegenden Flächen des
Federkörpers
angeordnet ist. Dabei besteht die Zwischenschicht aus einem gießfähigen Kunststoff
und verbindet während
ihrer Ausbildung das Krafteinleitungselement und den Federkörper form-
und stoffschlüssig
miteinander.
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Die
DE 39 20 926 A1 beschreibt eine Blattfeder
aus Faserverbundwerkstoff mit einem Federaugenkörper an wenigstens einem Federende
und einem Klemmelement, welches den Federaugenkörper umschlingt und Endabschnitte
aufweist, die an den entsprechenden Flächen des Federendes anliegen und durch
Befestigungsmittel daran gehalten werden. Dabei sind die aneinanderliegenden
Flächen
eines oder beider Endabschnitte des Klemmelementes und des Federendes
insgesamt nicht-eben und zumindest annähernd komplementär zueinander
ausgebildet.
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Die
DE 38 41 846 A1 beschreibt eine Verbindung
von Achse bzw. Schwenklager bei Doppelachsaggregaten mit rahmenseitig
festgemachten Blattfedern aus Faserverbundwerkstoffen bei Nutzfahrzeugen.
Zur kraftschlüssigen
Aufnahme der Feder ist ein Gehäuse
vorgesehen, das in mindestens einer Ebene geteilt ist. Zwischen
der inneren Gehäusewand und
der Feder sind mindestens zwei Gummi- oder Elastomer-Metallelemente angeordnet.
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Die
DE 34 15 125 A1 offenbart eine Blattfeder
aus Faserverbundwerkstoff, die im Bereich der Mittenbefestigung
formschlüssig
mit einer Achse verbunden ist, wobei im wesentlichen die gesamte
Berührungsfläche zwischen
Federlage und Achse als Formschlussverbindung ausgebildet ist. Insbesondere
weist die der Achse zugekehrte Seite der Federlage mehrere Querrippen
auf, die in korrespondierende Quernuten der Auflagefläche der
Achse eingreifen.
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Nachteilig bei allen klemmend ausgeführten, mehr
oder weniger aufwendigen Halterungen der Komponente aus Faserverbundwerkstoff
ist, dass die Vorspannkraft im geklemmten Bereich durch Kriech- und
Relaxationsvorgänge
abgebaut wird. Hierdurch wird die Festigkeit der Verbindung unter
Umständen erheblich
herabgesetzt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die
beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und
insbesondere eine Vorrichtung zum Einspannen von Feder- und/oder
Füh rungselementen
in Faserverbundbauweise vorzuschlagen, die bei zuverlässiger Einspannung
eine verbesserte Kraft- und Momentenübertragung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von
einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs
1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
die technische Lehre zu Grunde, dass man eine besonders zuverlässige und
definierte Kraft- und Momenteneinleitung in das Faserverbundbauelement
erreicht, wenn das erste Spannelement wenigstens einen ersten Klemmabschnitt
aufweist und das zweite Spannelement wenigstens einen dem ersten
Klemmabschnitt zum Klemmen des Faserverbundbauelements im montierten
Zustand zugeordneten zweiten Klemmabschnitt aufweist, wobei das
erste und zweite Spannelement derart ausgebildet sind, dass das
Faserverbundbauelement im montierten Zustand mit einer vorgegebenen
Klemmkraft zwischen dem ersten und zweiten Klemmabschnitt geklemmt
ist.
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Hierdurch erzielt man in vorteilhafter
Weise eine definierte Vorspannkraft und damit eine definierte Einspannung
des Faserverbundbauelements, die so ausgelegt sein kann, dass es
zu keinem unerwünschten
Lockern der Verbindung durch undefinierte Kriech- oder Relaxationsvorgänge kommt,
welches sich wiederum negativ auf die Verbindung zwischen den beiden
Spannelementen auswirken und zu deren Lösen führen könnte.
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Insbesondere kann dabei vorgesehen
sein, dass die auf das Faserverbundbauelement ausgeübte Vorspannkraft
vergleichsweise gering ausfällt,
sodass es im unbelasteten Zustand des Faserverbundbauelements zu
keinen nennenswer ten Kriech- oder Relaxationsvorgängen kommt.
Die Vorspannkraft muss dann lediglich so groß sein, dass der Zusammenhalt
der Anordnung im unbelasteten Zustand sichergestellt ist. Im belasteten
Zustand kann die Fixierung dann durch die aus der Last resultierenden
Kräfte
im Bereich der Spannelemente sichergestellt sein.
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Um eine günstige Biegemomenteinleitung
in das Faserverbundbauelement zu erzielen, können einander zwei Paare aus
einem ersten und zweiten Spannelement entsprechend zugeordnet werden. Bei
bevorzugten Varianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist hierzu
jedoch vorgesehen, dass das erste Spannelement wenigstens einen
dritten Klemmabschnitt aufweist und das zweite Spannelement wenigstens
einen dem dritten Klemmabschnitt zum Klemmen des Faserverbundbauelements
im montierten Zustand zugeordneten vierten Klemmabschnitt aufweist.
Das erste und zweite Spannelement sind dann derart ausgebildet,
dass das Faserverbundbauelement im montierten Zustand mit jeweils
einer vorgegebenen Klemmkraft zwischen dem dritten und vierten Klemmabschnitt
geklemmt ist.
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Zur Erzielung einer definierten Vorspannkraft auf
das Faserverbundbauelement ist vorzugsweise vorgesehen, dass das
erste Spannelement wenigstens einen ersten Anschlag und das zweite
Spannelement wenigstens einen zweiten Anschlag aufweist, die im
montierten Zustand derart miteinander zusammenwirken, dass das Faserverbundbauelement
im montierten Zustand mit einer vorgegebenen ersten Klemmkraft zwischen
dem ersten und zweiten Klemmabschnitt und/oder mit einer vorgegebenen
zweiten Klemmkraft zwischen dem dritten und vierten Klemmabschnitt
geklemmt ist. Die Anschläge
stellen dabei in vorteilhafter Weise sicher, dass auch eine definierte,
einstellbare Vorspann kraft zwischen den Spannelementen wirkt, die
deren dauerhafte Verbindung sicherstellt. Kriech- oder Relaxationsvorgänge im Bereich
des Faserverbundbauelements führen
hierbei nicht zu einer nennenswerten Beeinflussung der Vorspannung
zwischen den Spannelementen.
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Bevorzugt ist durch die Anschläge im montierten
Zustand ein definierter erster Abstand zwischen dem ersten und zweiten
Klemmabschnitt vorgegeben. Zusätzlich
oder alternativ ist dann ein definierter zweiter Abstand zwischen
dem dritten und vierten Klemmabschnitt vorgegeben. Mit den bekannten
Abmessungen des Einspannbereichs des Faserverbundbauelements und
den sich beim gegenseitigen Anliegen der Anschläge ergebenden Verformungen
im Bereich der Klemmabschnitte bzw. des Faserverbundbauelements
ergeben sich dann in vorteilhafter Weise vergleichsweise genau definierte Vorspannkräfte.
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Die Spannelemente können grundsätzlich beliebig
ausgestaltet sein. Besonders einfach gestaltete Varianten der Erfindung
zeichnen sich dadurch aus, dass wenigstens eines der Spannelemente U-förmig mit
einem ersten und zweiten Schenkel ausgebildet ist, wobei im Bereich
der Schenkelenden ein Anschlag für
das andere Spannelement ausgebildet ist.
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Die Klemmabschnitte können grundsätzlich ebenfalls
in beliebiger geeigneter Weise ausgebildet sein. Bei besonders vorteilhaften
Varianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit besonders gut definierter Vorspannkraft ist wenigstens ein Klemmabschnitt
nach Art eines Vorsprungs am Spannelement ausgebildet. Hierbei kann
der Klemmabschnitt beispielsweise höckerartig ausgebildet sein.
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Um die Kerbbelastungen des Faserverbundbauelements
möglichst
gering zu halten, weist bei günstigen
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung wenigstens
ein Klemmabschnitt einen zum Zusammenwirken mit dem Faserverbundbauelement
vorgesehenen Verschleißschutz
auf. Hierbei kann es sich insbesondere um eine Verschleißschutzschicht
handeln.
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Bei bevorzugten, weil einfach zu
wartenden Varianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wenigstens
ein Klemmabschnitt von einem lösbar
mit dem Spannelement verbundenen Klemmelement gebildet. Das Klemmelement
umfasst vorzugsweise einen Metall-Kunststoff-Verbund, insbesondere
einem Metall-Gummi-Verbund. Weiter vorzugsweise weist das Spannelement
eine Ausnehmung zur Aufnahme des Klemmelements auf, um dieses in
einfacher Weise definiert zu halten.
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Günstige
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnen sich
dadurch aus, dass zur Aufnahme von auf das Faserverbundbauelement wirkenden
Quer- und/oder Längskräften eine
Formschlussverbindung vorgesehen ist. Bei diesen Varianten wird
durch die Funktionstrennung hinsichtlich der Kraft- bzw. Momenteneinleitung
eine besonders günstige
Belastungsverteilung erzielt.
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Bei besonders vorteilhaften und hoch
belastbaren Varianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zur Aufnahme
von auf das Faserverbundbauelement wirkenden Querund/oder Längskräften als Formschlussverbindung
wenigstens eine Scherbuchse vorgesehen, die im montierten Zustand
in einer ersten Ausnehmung im ersten Spannelement und in einer zweiten
Ausnehmung im zweiten Spannelement sitzt. Hierbei erstreckt sie
sich durch eine dritte Ausnehmung im Faserverbundbauelement hindurch.
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Die beiden Spannelemente können grundsätzlich in
beliebiger Weise miteinander verbunden werden. Bei bevorzugten,
weil besonders einfach aufgebauten Varianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist wenigstens ein Befestigungsmittel, insbesondere eine Spannschraube,
zum Hindurchführen durch
die Scherbuchse vorgesehen. Zusätzlich
kann noch eine Abhebesicherung vorgesehen sein, die verhindert,
dass sich die beiden Spannelemente unbeabsichtigt voneinander lösen.
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Eine besonders kompakte Einspannung
wird erzielt, wenn die Scherbuchse im montierten Zustand im Bereich
eines Klemmabschnitts angeordnet ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
weiterhin ein Faserverbundbauelement mit einem Einspannbereich zum
Zusammenwirken mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einspannen.
Erfindungsgemäß ist dabei
vorgesehen, dass wenigstens ein im Bereich der Formschlussverbindung
liegender erster Teil des Einspannbereichs nach Art eines Kreuzverbundes
ausgebildet ist. Durch den Kreuzverbund wird in vorteilhafter Weise
die Einleitung höherer Kräfte und
Momente in diesem Bereich ermöglicht. Insbesondere
zeichnet sich ein solcher Kreuzverbund durch eine geringere Kerbempfindlichkeit
aus.
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Bei besonders hoch belastbaren Varianten des
erfindungsgemäßen Faserverbundbauelements ist
vorgesehen, dass es in einem Teilabschnitt wenigstens eine unidirektionale
Faserlage umfasst. Vorzugsweise erstreckt sich der Teilabschnitt
wenigstens über
einen dem ersten Teil des Einspannbereichs benachbarten zweiten
Teil des Einspannbereichs.
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Eine bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Faserverbundbauelements
weist in dem hoch belastbaren ersten Teil des Einspannbereichs eine
dritte Ausnehmung auf, insbesondere eine dritte Ausnehmung zur Aufnahme
einer Scherbuchse. Hierdurch ist gewährleistet, dass besonders hohe Kräfte in das
Faserverbundbauelement eingeleitet werden können.
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Das erfindungsgemäße Faserverbundbauelement kann
grundsätzlich
einen oder mehrere für solche
Faserverbundbauelemente üblicherweise
verwendete Werkstoffe umfassen. Bevorzugt umfasst es Glasfasern,
Kohlenstofffasern, Kevlarfasern, Borfasern, Synthesefasern oder
beliebige Kombinationen dieser Fasern. Als Matrixwerkstoff werden
bevorzugt geeignete duroplastische oder thermoplastische Harze verwendet.
Vorzugsweise werden Vinylester-Harze (VE) oder Epoxid-Harze (EP)
verwendet.
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Das erfindungsgemäße Faserverbundbauelement kann
für beliebige
Anwendungen ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft lässt sie
sich im Fahrzeugbau einsetzen. Hierbei wird bevorzugt als Feder, insbesondere
Blattfeder, oder als ein Teil eines Trägers oder Lenkers des Fahrzeugs
eingesetzt. Bei dem Fahrzeug kann es sich insbesondere um ein Schienenfahrzeug
handeln.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
weiterhin eine Anordnung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und einem durch
die Vorrichtung gehaltenen erfindungsgemäßen Faserverbundbauelement,
da sich hiermit die oben geschilderten Vorteile dieser beiden Komponenten
ergänzen.
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Eine besonders günstige Konfiguration mit verteilter
Krafteinleitung ergibt sich bei bevorzugten Varianten der erfindungsgemäßen Anordnung,
bei denen das Faserverbundbauelement eine dritte Ausnehmung zur
Aufnahme der Scherbuchse aufweist und die Scherbuchse an wenigstens
einer der Wandungen der ersten, zweiten oder dritten Ausnehmung mit
Presspassung anliegt. Hierdurch ergibt sich schon eine bestimmte
Fixierung der Bauteile zueinander, die es ermöglicht, die Einspannung zu
lockern, ohne dass er sofort zu einem Auseinanderfallen der einzelnen
Bestandteile kommt. Dies ist insbesondere bei den oben beschriebenen
Varianten mit austauschbaren Klemmelementen von Vorteil.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der nachstehende
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, welche auf
die beigefügten Zeichnungen
Bezug nimmt. Es zeigen schematisch und nicht maßstäblich:
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1 eine
Schnittansicht durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung
aus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
und einem erfindungsgemäßen Faserverbundbauelement
entlang der Linie I-I in 2;
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2 eine
Schnittansicht durch die Ausführung
aus 1 entlang Linie
II-II in 1;
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3 eine
Draufsicht auf die Ausführung aus 1 in Richtung III in 1;
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4 eine
Schnittansicht durch die Ausführung
aus 1 entlang Linie
IV-IV in 1;
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5 eine
Schnittansicht durch ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Anordnung
mit einer Abhebesicherung;
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6 eine
Draufsicht auf ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Faserverbundbauelements.
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Die 1 bis 4 zeigen Schnittansichten durch
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Anordnung
aus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Einspannen eines erfindungsgemäßen Faserverbundbauelements
in Form einer Blattfeder 1 für ein Fahrwerk eines Schienenfahrzeugs.
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Wie den 1 und 2 zu
entnehmen ist, erfolgt die Lagerung bzw. Einspannung der Blattfeder 1 zwischen
vier flächig,
nach Art eines Vorsprungs ausgebildeten Höckern, die den ersten Klemmabschnitt 2,
den zweiten Klemmabschnitt 3, den dritten Klemmabschnitt 4,
und den vierten Klemmabschnitt 5 bilden. Jeweils zwei dieser
eine Höhe
von wenigen Millimetern aufweisenden Höcker sind einander zum Klemmen
der Blattfeder 1 im Bereich ihrer Einspannbereiche 1.1 und 1.2 zugeordnet.
So sind der erste Klemmabschnitt 2 und der zweite Klemmabschnitt 3 ebenso übereinander
angeordnet wie der dritte Klemmabschnitt 4 und der vierte
Klemmabschnitt 5.
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Der erste und dritte Klemmabschnitt 2 und 4 sind
an einem ersten Spannelement 6 angeordnet, während der
zweite und vierte Klemmabschnitt 3 und 5 an einem
zweiten Spannelement 7 angeordnet sind. Die nach Art eines
Vorsprungs am jeweiligen Spannelement ausgebildeten Klemmabschnitte 2, 3, 4 und 5 sind
jeweils als lösbar
mit dem jeweiligen Spannelement 6 bzw. 7 verbundenen Klemmelemente 2.1, 3.1, 4.1 und 5.1 gestaltet.
Die Klemmelemente 2.1 und 4.1 sind jeweils lösbar in
einer zugeordneten Ausnehmung 6.1 bzw. 6.2 des
ersten Spannelements 6 angeordnet, während die Klemmelemente 3.1 und 5.1 jeweils
lösbar
in einer zugeordneten Ausnehmung 7.1 bzw. 7.2 des
zweiten Spannelements 7 angeordnet sind.
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Durch die beschriebene Gestaltung
mit den lösbaren
Klemmelementen ist eine einfache Wartung bzw. Reparatur der Anordnung
durch Austausch der Klemmelemente möglich. Es versteht sich jedoch, dass
die Klemmabschnitte bei anderen Varianten der Erfindung auch einstöckig mit
dem jeweiligen Spannelement ausgebildet sein können.
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Das den oberen Teil der Einspannung
bildende erste Spannelement 6 und das den unteren Teil der
Einspannung bildende zweite Spannelement 7 sind U-förmig mit
den Schenkeln 8.1 und 8.2 bzw. 9.1 und 9.2 ausgebildet.
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An den Enden der Schenkel 8.1, 8.2, 9.1 und 9.2 sind
erste bzw. zweite Anschläge
in Form von Anschlagflächen
vorgesehen, in deren Bereich sich die Schenkel 8.1 und 9.1 sowie 8.2 und 9.2 im
montierten Zustand berühren.
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Zwischen der Blattfeder 1 und
den Höckern 2, 3, 4 und 5 ist
jeweils eine Verschleißschutzschicht 10 angeordnet,
die dank der Gestaltung mit den lösbaren Klemmelementen 2.1, 3.1, 4.1 und 5.1 so
gestaltet ist, dass sie ohne Demontage der Einspannung gewechselt
werden kann, wie dies weiter unten noch ausführlicher beschrieben wird.
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Bei der Verschleißschutzschicht 10 handelt es
sich um ein abriebfestes, zähelastisches
Material, wie beispielsweise ein gefülltes Elastomer, dessen Dicke
etwa 2 mm beträgt.
Die Verschleißschutzschicht 10 bis
auf dem Metallkörper
des jeweiligen Klemmelements 2.1, 3.1, 4.1 bzw. 5.1 angeordnet. Das
jeweilige Klemmelement ist mithin als Metall-Kunststoff-Verbund ausgebildet, wodurch
eine ausreichende Formstabilität
und eine einfache Auswechselbarkeit gewährleistet ist.
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Wie den 1 bis 3 zu
entnehmen ist, besteht die Blattfeder 1 aus zwei Einzelfedern 1.3 und 1.4 mit
unidirektionalen Faserlagen. Im Bereich der Einspannbereiche 1.1 und 1.2 ist über einem
ersten Teil des jeweiligen Einspannbereichs 1.1 bzw. 1.2 eine
nach Art eines Kreuzverbundes ausgebildete Verbindung in Form einer
Brücke 1.5 zwischen
den Einzelfedern 1.3 und 1.4 vorgesehen.
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Wie 2 und 3 zu entnehmen ist, sind
Bereich der Brücke 1.5 Scherbuchsen 11 angeordnet, über die
eine Formschlussverbindung zur Aufnahme von Quer- und Längskräften realisiert
ist. Die jeweilige Scherbuchse 11 erstreckt sich dabei
durch eine erste Ausnehmung 6.3 des ersten Spannelements 6, eine
zweite Ausnehmung 7.3 des zweiten Spannelements 7 und
eine dritte Ausnehmung 1.6 der Blattfederl.
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Während
die beiden Scherbuchsen 11 in Verbindung mit der Brücke 1.5 also
die Quer- und Längskräfte aufnehmen,
wird das aus dem Fahrzeuggewicht resultierende Biegemoment als Kräftepaar über die
Höcker 2 bis 5 eingeleitet.
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Die Verbindung zwischen dem ersten
Spannelement 6 und dem zweiten Spannelement 7 erfolgt über Schrauben 12,
wobei sich jeweils eine Schraube 12 durch eine Scherbuchse 11 hindurch
erstreckt.
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Über
die Höhe
der Schenkel 8.1, 8.2, 9.1 und 9.2 ist
ein definierter Abstand zwischen dem ersten und zweiten Klemmabschnitt 2 und 3 sowie
dem zweiten und dritten Klemmabschnitt 4 und 5 vorgegeben.
Im montierten Zustand ist hierdurch sichergestellt, dass eine definierte
Vorspannkraft auf die Blattfeder 1 wirkt. Weiterhin ist
durch die Anschläge
sichergestellt, dass im wesentlichen unabhängig davon durch die Verschraubungen 12 zwischen
den beiden aus Metall bestehenden Spannelementen 6 und 7 ebenfalls
eine definierte, festigkeitsbestimmende Vorspannkraft wirkt. Auf
die Blattfeder 1 wirkt infolge der Verspannung der beiden
Spannelemente 6 und 7 nur eine vergleichsweise
geringe Vorspannkraft. Die Vorspannkraft der Verschraubungen ist
daher keinen nennenswerten zeitabhängigen Kriech- oder Relaxationsvorgängen ausgesetzt.
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Wie 4 zu
entnehmen ist, weist das Klemmelement 2.1 eine Öffnung 13 auf,
durch die sich die Scherbuchse 11 hindurch erstreckt, die
mit Presspassung an der ersten, zweiten und dritten Ausnehmung 6.3, 7.3 und 1.6 anliegt.
Zum Austausch des Klemmelements 2.1 sind die Schrauben 12 zu
lösen und
die Spannelemente 6 und 7 so weit voneinander zu
entfernen, dass das Klemmelement 2.1 aus der zugehörigen Ausnehmung 6.1 in
Richtung des Pfeils 14 herausgenommen werden kann. Die
Presspaarungen zwischen der Scherbuchse 11 und den angrenzenden
Teilen müssen
dabei in vorteilhafter Weise nicht gelöst werden, wodurch sich der
Austausch besonders einfach und komfortabel gestaltet. Der Austausch
der übrigen
Klemmelemente erfolgt analog.
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5 zeigt
eine Teilschnittansicht durch ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Anordnung,
die in ihrem grundsätzlichen
Aufbau derjenigen aus den 1 bis 4 gleicht, sodass lediglich
auf die Unterschiede eingegangen werden soll.
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Der Unterschied besteht darin, dass
bei dieser Variante eine Abhebesicherung 15 vorgesehen ist,
durch die verhindert wird, dass sich die Spannelemente 6' und 7' bei einem Lösen der
Verschraubungen 12' voneinander
lösen und
so das Faserverbundbauelement 1' nicht mehr gehalten wird.
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6 zeigt
eine Draufsicht auf ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Faserverbundbauelements 1''. Dieses besteht aus einer Einzelfedern 1.3'' mit unidirektionalen Faserlagen. Im
Einspannbereich sind seitlich benachbart zu der Einzelfeder 1.3'' zwei nach Art eines Kreuzverbundes
ausgebildete Ansätze 1.5'' angebracht, in deren Bereich jeweils
eine dritte Ausnehmung 1.6'' zur
Aufnahme einer Scherbuchse vorgesehen ist.
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Die Befestigung dieses Faserverbundbauelements 1'' kann analog zu der oben beschriebenen Verspannung
erfolgen, sodass lediglich auf die obigen Ausführungen verwiesen werden soll.