CS260557B1 - Listové plastové pružina a způsob jojlvýroby - Google Patents

Abstract

Listová plastová pružina, která odpovídá velikostem namáhání v jednotlivých místech s větší mírou útlumových vlastností, přičemž je zaručeno dodržení vzdálenosti mezi horní a spodní vrstvou, zjednodušení a urychlení její výroby má uvnitř v oblasti neutrální osy namáhání alespoň jednu podélnou dutinu vyplněnou jádrem. Výroba spočívá v tom, že na jádro, které se otáčí kolem své podélné osy, se navíjí ve více vrstvách předimpregnovaný kompozitní materiál v podobě pramence vláken nasyceného pryskyřicí, přičemž pramenec vláken svírá 8 podélnou osou jádra úhel větší než 0 a menší než 90°. Listové pružiny jsou zejména vhodné pro odpružení kol motorových vozidel, železničních vagónů a podvozků letadel.

Description

Vynález se týká listové plastové pružiny z kompozitu tvořeného vlákny ve tvrditelné matrici v oblasti kolem neutrální osy namáhání vytvořenou podélnou dutinu, a způsobu její výroby.

Známá provedení listových plastových pružin jsou vytvořena v podstatě jako plné profily a pro dosažení proměnné tuhosti v závislosti na vzdálenosti od místa působení zatížení mění se jejich Šířka a výěka nebo tvar jejich příčného průřezu. Přitom velikost plochy příčného průřezu věak musí zůstat neměnná, což je dáno vlastnostmi kompozitu tvořeného vlákny ve vytvrditelné matrici a technologií výroby. Tato známá provedení mají nedostatek v tom, že nejsou využity vlastnosti materiálu v oblasti neutrální osy namáhání pružiny, kde nedochází k mechanickému namáhání.

Známá provedení listových plastových pružin založených na principu nosníku stejného ohybového odporu mají horní a spodní vrstvu kompozitu odděleny jádrem s proměnným příčným průřezem, čímž je dosaženo, že vzdálenost mezi horní a spodní vrstvou kompozitu se podél délky pružiny mění. Nevýhodou těchto pružin je to, že při deformaci jádra se vrstvy mohou k sobě přiblížit, čímž se mění moment setrvačnosti průřezu, sníží se tuhost a pružina přestane plnit požadavky na ni kladené. Problémem je i dokonalé spojení vrstev s jádrem.

Tyto známé pružiny jsou vyráběny navíjením vláken, procházejících lázní kapalné pryskyřice na rám, který se otáčí kolem osy' ležící ve středu pružiny kolmo k její podélné ose. Takto vzniklý polotovar je slisován ve formě do požadovaného tvaru a zvýěenou teplotu vytvrzen. Protože se jedná o plný profil, je doba vytvrzování delší, nebot vpodstatě závisí na tlouštce vytvrzovaného materiálu. V důsledku uvedeného navíjení má známý^zpúsob výroby větší nároky i na prostor.

Cílem vynálezu je vytvořit namáhání v jednotlivých místech dodržení vzdálenosti mezi horní výroby této pružiny.

listovou plastovou pružinu, která odpovídá velikostem s větší mírou útlumových vlastností, přičemž je zaručeno a spodní vrstvou a dále jednoduchý a rychlejší způsob

Uvedeného cíle se dosahuje listovou plastovou pružinou z kompozitu tvořeného vlákny ve tvrditelné matrici, která má v oblasti kolem neutrální osy namáhání vytvořenou podélnou dutinu, podle vynálezu, tím, že dutina je vyplněna jádrem. Pružina je opatřena průchozími otvory vedoucími do dutiny. Jádro může mít oválný příčný průřez, může být opatřeno alespoň jednou podélnou drážkou, případně mít alespoň jednu podélnou dutinu. Tato pružina se podle vynálezu vyrábí tak, že na jádro, které se otáčí kolem své podélné osy, se navíjí ve více vrstvách předimpregnovaný kompozitní materiál v podobě pramence vláken nasyceného pryskyřicí, přičemž pramenec svírá s podélnou osou pružiny úhel větší než 0° a menší než 90°. Další způsob výroby pružiny podle vynálezu spořívá v tom, že na nekonečný pás se separátní fólií, kterým jsou ovinuty kladky, z nichž je jedna hnací, se navíjí předimpregnovaný pás kompozitu obsahující minimálně jedno vlákno, čímž mezi protilehlými navinutými vrstvami vzniká dutina, do které se po sejmuti polotovaru z páru vloží jádro a tento celek se slisuje ve formě.

Kromě výhod daných přímo cílem vynálezu, je dosažena úspora materiálu a menší dimenzace tlumičů, což vede i k nižší hmotnosti pružiny a tlumicího příslušenství. Zjednodušení výroby spočívá především ve zkrácení doby vytvrzování, nebot jde o menší tlouštku vytvrzovaného materiálu, což přináší i úsporu tepelné energie.

Příklady listové plastové pružiny a způsobu její výroby podle vynálezu jsou znázorněny na připojených výkresech, kde obr. 1 je podélný řez první alternativou pružiny podle vynálezu, obr. 2 je půdorys pružiny podle obr. 1, obr. 3 je řez A-A podle obr. 1, obr. 4 je řez B-B podle obr. 1, obr. 5 je řez C-C podle obr. 1, obr. 6 je podélný řez druhou alternativou přužiny podle vynálezu, obr. 7 je řez A-A podle obr. 6, obr. 8 je řez C-C podle obr. 6, obr. 9 je řez B-B podle obr. 6, obr. 10 je podélný řez alternativou pružiny podle vynálezu, obr. 11 je řez A-A podle obr. 10, obr. 12 je řez B-B podle obr. 10, obr. 13 je podélný řez čtvrtou alternativou pružiny podle vynálezu, obr. 14 je řez A-A podle obr. 13, obr. 15 je řez B-B podle obr. 13, obr. 16 znázorňuje schematicky alternativu způsobu výroby pružiny podle vynálezu, obr. 17, 18 jsou schematická znázornění lisování a vytvrzováni pružiny.

Listová plastová pružina 2 v příkladu podle obr. 1 až 5 sestává z křížového návinu z kompozitního materiálu tvořeného vlákny ve tvrditelné matricí. V oblasti neutrální osy 6 namáhání má dutinu 3, která je po celé délce pružiny 2 a která má proměnlivý příčný průžez ve směru podélné osy pružiny 1_. V dutině 3 je uspořádáno jádro 2, které je bud plné nebo má vnitřní dutinu 8 (alternativy jsou znázorněny v levé a pravé polovině obr. 1). Vnitřní dutina 8 je uzavřená. Pružina 2 je opatřena průchozími otvory 4 vedoucími do dutiny pro případné vytaveni jádra 2· Jádro 2 je opatřeno alespoň jednou podélnou drážkou 5 pro uchyceni počátku křížového návinu 2.

Druhý přiklad listové plastové pružiny 2 podle obr. 6 až 9 se od prvně popsané alternativy liči v tom, že je navíc opatřena horní a spodní vrstvou £ kompozitu a vlákny orientovanými ve směru podélné osy pružiný 2·

Dalěl přiklad listové plastové pružiny 2 podle obr. 10 až 12 je oproti příkladu podle obr. 6 až 9 opatřen ježtě bočními vrstvami 10 kompozitu s vlákny orientovanými ve směru podélné osy pružiny 2· ^u tohoto příkladu je znázorněna i otevřená vnitřní dutina J3 jádra 2·

Příklad podle obr. 13 až 15 znázorňuje listovou plastovou pružinu 2 bez křížového návinu 2, kde přímo na jádro 2 je nanesena horní a spodní vrstva 9, případně i bočni vrstvy 10. kompozitu tvořeného vlákny ve směru podélné osy pružiny 2· ^v pravé polovině obr. 13 je znázorněna varianta jádra 2 ⁸ plným profilem, které má vnitřní dutinu v koncové části pružiny 2·

Dutina 2 ^a tím i jádro 2 mohou mlt různý příčný průřez .(například čočkovitý, elipsoidnl, kruhový). Jádro 2 může být zhotoveno z různých materiálů, jejichž charakter se určí podle druhu a velikosti zatížení pružiny (kov, plast, pryž). Z důvodů lepšího tlumeni může být jádro 2» případně výplň vnitřní dutiny 2 jádra T_, z hmoty pohlcující vibrace (například polyuretanová pěna).

V obr. 16 až 18 je znázorněn příklad způsobu výroby pružiny podle vynálezu. Na nekonečný pás 16 se separátní fólií 17, kterým jsou ovinuty kladky 12, 13, z nichž jedna je hnací, se navíjí nekonečný předimpregnovaný pás 11 kompozitu obsahujícího vlákna. Mezi kladkami 12. 13 vzniká dutina 3, do které se po sejmutí polotovaru z pásu 16 vloží jádro T_ a tento polotovar se v tvárnici 14 tlakem tvárníku 15 ze tepla vylisuje do požadovaného tvaru.

V případě přužiny 2 opatřené samostatnými bočními vrstvami 10 se nejprve (podle obr. 17) vylisuji boční vrstvy 10 a následně (podle obr. 18) se pružina 2 opatří horní a spodní vrstvou 2·

Dalši možný způsob výroby listové plastové pružiny 2 spočívá v tom, že na jádro 2» otáčejici se kolem své podélné osy, se navíjí ve více vrstvách předimpregnovaný kompozitní materiál v podobě pramence vláken nasyceného pryskyřicí. Pramenec vláken přitom svírá s podélnou osou jádra 2 úhel větší než 0° a menší než 90°.

Listová plastová pružina podle vynálezu je určena zejména pro odpruženi motorových vozidel, železničních vagónů a podvozků letadel. Obecně je použitelná pro ohybová namáhání.

Claims (7)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Listové plastová pružina z kompozitu tvořeného vlákny ve tvrditelné matrici, která má v oblasti kolem neutrální osy namáhání vytvořenou podélnou dutinu, vyznačená tím, že dutina (3) je vyplněna jádrem (7).
2. 2. Listová plastová pružina podle bodu 1, vyznačená tím, že je opatřena průchozími otvory (4) vedoucími do dutiny (3).
3. 3. Listová plastová pružina podle bodu 1, vyznačená tim, že jádro (7) má oválný příčný průřez.
4. 4. Listová plastová pružina podle bodu 1, vyznačená tím, že jádro (7, je opatřeno nejméně jednou podélnou drážkou (5).
5. 5. Listová plastová pružina podle bodu 1, vyznačená tím, že jádro (7) má alespoň jednu vnitřní dutinu (8).
6. 6. Způsob výroby listové plastové pružiny podle bodu 1 až 5, vyznačený tím, že na jádro (7), které se otáčí kolem své podélné osy, se navíjí ve více vrstvách předimpregnovaný kompozitní materiál v podobě pramence vláken nasyceného pryskyřicí, přičemž pramenec vláken svírá s podélnou osou jádra úhel větší než 0° a menší než 90°.
7. 7. Způsob výroby listové plastové pružiny podle bodů 1 až 5, vyznačený tím, že na nekonečný pás (16) se separátní fólií (17), kterým jsou ovinuty kladky (12, 13), z nichž jedna je hnací, se navíjí předimpregnovaný pás (11) z kompozitu obsahující minimálně jedno vlákno, čímž mezi protilehlými navinutými vrstvami vzniká dutina (3), do které se po sejmutí polotovaru z pásu (16) vloží jádro (7) a tento celek se slisuje ve formě tvořené tvárnici (14) a tvárníkem (15).