DE3150161C1 - Schichtkörper aus Faserverbundwerkstoff - Google Patents

Description

• Für die Befestigung der Blattfeder beispielsweise an einem Federbrückenträger eines Kraft oder Schienenfahrzeugs ist jene mit einem Klemmbeschlag 4 gefaßt Hierzu ragt die Zwischenschicht 3 an den beiden Längsrändern der Deckschichten 1, 2 heraus. In den betreffenden unbedeckten Bereichen 3.1 der Zwischenschicht 3 sind durchgehende Querbohrungen 5 für Schraubbolzen 6 vorgesehen Hierdurch ist nicht nur eine Schwächung der Deckschichten 1, 2 vermieden Vielmehr ist durch diese Anordnung der Querbohrungen 5 ausschließlich im Gewebe erreicht, daß diese einem höheren Lochleibungsdruck standzuhalten vermögen. Die Querbohrungen 5 sind im übrigen offen gestaltet, weil diese Form hinsichtlich deren Passungsfunktion bezüglich der Schraubbolzen 6) fertigungstechnische Vorteile hat Durch den Anschraubdruck dieser Schraubbolzen 6 sind die Deckschichten 1, 2 zwischen zwei biegesteifen (a B. Metall-)Platten 7, 8 eingeklemmt, von denen die eine (8) beispielsweise ein Teil des vorgenannten Federbrückenträgers ist. Zwischen der anderen Platte 7 und den Köpfen der Schraubbolzen 6 ist noch ein nur einseitig ebenflächiges Druckstück 9 eingefügt, um den Anschraubdruck im Plattenzentrum aufzubringen. Hierzu stützt sich das Druckstück 9 mit einem balligen Wulst 9.1 in einer konkaven Senke 7.1 der Platte 7 mit Lagerspiel ab, so daß auch in einer Schräglage des Druckstückes 9 bezüglich der Platte 7 weitgehend gleiche Druckkräfte über die Fläche der einzelnen Deckschicht 1, 2 wirksam sind.
• Durch den Klemmbeschlag 4 ist auf jeden Fall sichergestellt, daß bei der Krafteinleitung in die Blattfeder die größte Flächenpressung im Zentrum der einzelnen Deckschicht I, 2 und nicht an deren - für das sogenannte Aufspleißen der Faserstränge naturgemäß anfälligeren - Längsrändern erfolgt.
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Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Schichtkörper aus Faserverbundwerkstoff, insbesondere mit einer Kunststoffmatrix, bei dem zwei Deckschichten aus Fasersträngen in unidirektionaler Faserorientierung über die Körperlänge durch eine Schub übertragende Zwischenschicht verbunden sind, mit einem durch Schraubbolzen festgeklemmten Klemmbeschlag zur Krafteinleitung, bei dem sich die Schraubbolzen durch Querbohrungen im Schichtkörper erstrecken, d a -durch gekennzeichnet, daß die Querbohrungen (5) nur in über die Deckschichten (1, 2) herausragenden Längsrändern (3.1) der Zwischenschicht (3) vorgesehen sind und daß auf wenigstens einer (7) der zwei Beschlag-Platten ein sich in ihrem Plattenzentrum abstützendes Druckstück (9) vorgesehen ist, über das der Anschraubdruck der Schraubbolzen (6)wirksam ist.
2. 2. Schichikörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (9) sich mit einem balligen Wulst (9.1) in einer konkaven Senke (7.1) der Platte (7)mit Lagerspiel abstützt
3. 3. Verwendung eines Schichtkörpers mit einem Klemmbeschlag gemäß Anspruch 1 oder 2 als Biegefeder, insbesondere mit gekrümmter Form, bei der die Zwischenschicht (3) eine in Federlängserstreckung von der Federmitte zu den beiden Federenden hin abnehmende Dicke aufweist Die Erfindung betrifft einen Schichtkörper aus Faserverbundwerkstoff gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I und dessen Verwendung.

   Bei solchen Schichtkörpern, insbesondere in Form von Blattfedern aus faserverstärktem Kunststoff mit Fasersträngen in unidirektionaler Faserorientierung über die Federlänge, z B. gemäß der FR-PS 1411011 besteht vor allem für das Körperzentrum das Problem der Krafteinleitung ohne Schwächung der Faserstränge durch Bohrungen, sofern diese, etwa aus Gründen der Fertigungsvereinfachung, erst im fertigen Grundkörper geschaffen werden können. Hierbei geht es nicht nur um das Verhindern von Brüchen schlechthin. Vielmehr begünstigen solche meist an den Körperlängsrändern sitzenden Bohrungen Faserschäden, die an den betreffenden bei der Durchbiegung des Schichtkörpers unter gleichzeitiger Torsion höchstbeanspruchten Stellen zu einer nach und nach fortschreitenden Biegefestigkeitsminderung führen. Diesem Problem läßt sich unter der im übrigen (natürlich) bestehenden Forderung nach größtmöglicher Verbindungssicherheit nicht schon durch einen mit dem Schichtkörper bloß verklemmten Beschlag beikommen, wie er beispielsweise durch die US-PS 3900357 bekannt ist Denn bei einem derartigen Beschlag ist unter einer Querbelastung in Breitenerstreckungsrichtung des Schichtkörpers mit einer beträchtlichen Reibungsbeanspruchung der Körperlängsränder durch die Beschlagbolzen zu rechnen.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Schichtkörper der im Oberbegriff des Patentanspruchsl beschriebenen Art, unabhängig von der Verwendung desselben beispielsweise als Biegefeder oel dgl biegebeanspruchtes Bauteil mit elastischer Verformung unter Belastung, die Krafteinleitung unter Minderung der Belastung der Faserstränge an den Längsrändern der Deckschichten zu realisieren ohne Festigkeitsminderung durch Querbohrungen in den Deckschichten.

   Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung mit den im Kennzeichen Patentanspruchs 1 an#egebenen Merkmalen gelöst Hiernach erschöpft sich die Erfindung nicht in einer Ausgestaltung der Zwischenschicht derart, daß diese über die Deckschichten vorgezogen ist und damit für die Anordnung der Schraubbolzen des Klemmbeschlags Fläche vorhanden ist, die einen jeglichen Kontakt mit den Längsrändern der Deckschichten unterbindenden Sitz der Schraubbolzen in der ohnehin für die Aufnahme von Schubbelastungen bestimmten Zwischenschicht ermöglicht Vielmehr wird durch das auf das Plattenzentrum gerichtete Druckstück erst ausgeschlossen, daß die größte Flächenpressung zwischen dem Klemmbeschlag und den Deckschichten des Schichtkörpers an deren längsrändern erfolgt Hierbei läßt sich durch die im Unteranspruch 2 gekennzeichnete Weiterbildung besonders einfach sicherstellen, daß die aus der Flächenpressung resultierenden Druckkräfte auf die Deckschichten gleichmäßig verteilt werden.

   Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels der im Anspruch 3 gekennzeichneten bevorzugten Verwendung erläutert Hierzu zeigt die Zeichnung in F i g. 1 einen Abschnitt einer gekrümmten Blattfeder, die in der Mitte durch einen Klemmbeschlag gefaßt ist, F i g. 2 einen Schnitt gemäß Schnittlinie ll-ll der Fig. 1.

   Die dargestellte Blattfeder ist ein Schichtkörper aus Faserverbundwerkstoff. Hierbei sind zwei Deckschichten 1, 2 aus in einer Harz- od.dgl. Bindungsmasse eingebetteten Glas- od. dgl. Fasersträngen in unidirektionaler Faserorientierung über die gesamte Federlänge durch eine Schub übertragende Zwischenschicht 3 verbunden, welche aus einem Fasergewebe (u. U. auch -gelege) gleichen Materials aufgebaut ist. Entsprechend der durch die DE-PS 12 31 967 bekannten Blattfeder hat die Zwischenschicht 3 eine in Federerstreckungsrichtung von der Federmitte zu den beiden Federenden hin abnehmende Dicke, was durch eine Schichtung mehrerer Gewebelagen unterschiedlicher Länge erreichbar ist Aufgrund der gewählten Form der Zwischenschicht 3 kann bei einer Federdurchbiegung mit annähernd gleichen Biegespannungen über die Federlänge gerechnet werden.