SE455012B - Apparat for framstellning av en bladfjeder - Google Patents

Description

LS fx) 455 012 lindas på ramen, organ för hartsimpregnering av strängen mellan förrådet och ramen, varvid ramens andar håller glasfiberstrangen under dragspanning, en press som innefattar ett par sammanpassade delar, vilka bildar en kavitet for formning av bladfjådern, var- vid ramen är större än pressdelarna, och varvid pressens nämnda delar ar separerbara för att i kaviteten emotta strängarna medan dessa är upplindade på ramen.

Uppfinningen definieras närmare i de bilagda patentkraven.

Uppfinningen kommer i det följande att närmare beskrivas i exempelform med hänvisning till bifogade ritning.

Pig. l visar en horisontalvy av ett fjâderaggregat enligt uppfinningen. Pig. 2 visar en sidovy av fjáderaggregatet i mon- terat tillstånd mellan fjädrade och icke fjádrade kroppar. Pig. 3 visar en sektion tagen längs linje 3-3 i Pig. 2. Pig. 4 visar en sektion liknande Pig. 3 med undantag för att-fjädern visas i sitt icke monterade tillstånd. Pig. 5 visar en sektion tagen längs linje S-5 i Pig. 2. Pig. 6 visar en modifierad utforings- form av ett àndfáste. Pig. 7 visar schematiskt den apparat som utnyttjas för tillverkning av fjädern enligt uppfinningen. Pig. 8 visar en sektion genom den formningsapparat som utnyttjas vid framställning av fjädern. Pig. 9 visar en horisontalvy av den undre delen av den i Pig. 8 visade formen. Pig. 10 visar en del av den i Pig. 9 illustrerade konstruktionen. Pig. ll visar en horísontalvy av en annan utföringsform av ett fjáderaggregat.

Pig. 12 visar en partiellt sektionerad sidovy av det i Pig. ll illustrerade fjäderaggregatet. Pig. 13 visar en sektion tagen längs linje 13-13 i Pig. 12. Pig. 14 visar en sektion tagen längs linje 14-14 i Pig. 12. Pig. 15 visar schematiskt arrange- manget av filamentband vid framställning av fjâderaggregatet enligt Pig. ll och 12. Pig. 16 visar en vy av en form i dess fiberfyllda tillstånd strax före gjutning. Pig. 17 visar en vy av formen, tagen längs linje 17-17 i Pig. 15. Pig. 18 visar en vy av en del av ett band av glasfiberstrângar som utnyttjas för bildning av fjädern enligt Pig. ll och 12.

Med hänvisning till ritningen visar Pig. 1 en första utfö- ringsform av ett fjäderaggregat 10, som innefattar ett långsträckt bladfjâderelement 12 som har ändbeslag 14 för anslutning av fjä- deraggregatet 10 till en fjâdrad konstruktion 16 och ett centralt monteríngsaggregat 18, medelst vilket fjâderelementet 12 kan an- 10 15 20 25 30 35 455 012 slutas till ett icke fjädrat element 20 såsom en fordonsaxel.

Fjaderkroppen 12 innefattar ett flertal kontinuerliga strängar av fiber såsom glasfiber, vilka är anordnade i parallell närliggande relation till varandra i en matris av polymeriserat harts, såsom epoxi. Såsom framgår av Pig. 2 är fjäderkroppens 12 konfiguration sådan att den är tjockast eller har sin största vertikala höjd vid en punkt i huvudsak mitt emellan sina motstå- ende andar och är tunnast vid sina motstående andar. Fjaderkrop- pen 12 har likformíg tvårsnittsarea utmed hela sin längd. På grund av fjaderkroppens 12 varierande tjocklek erfordras därför att fjåderns centrala del är smalast och att de motstående an- darna är breda såsom framgår av Fig. 1 och av en jämförelse av fjäderkroppens 12 sektion i Fig. 4 och 5. Genom att upprätthålla en sådan likformig tvårsníttsarea utmed fjåderkroppens 12 längd år det möjligt att utnyttja kontinuerliga strängar med samma an- tal strängar i alla tvårsektioner och att samtidigt åstadkomma en likformig fördelning av strångarna. I praktiken har det befunnits önskvärt att när man utnyttjar glasfiber hålla förhållandet mel- lan strångarnas area och hartsets area åtminstone lika med varand- ra, varvid strängarnas area icke överskrider omkring 63 procent eller underskríder 50 procent av den totala tvårsníttsarean.

De i Fíg. l och 2 visade andbeslagen 14, medelst vilka fjä- derkroppen 12 kan uppbåras relativt den fjädrade konstruktionen 16, år allmänt U-formade och har åtskilda parallella skänklar 24 som år anordnade att förläggas vid motstående topp och bottensidor av fjåderkroppen 12. Ãndbeslagen 14 hålles i position relativt fjåderelementet 12 medelst bultar 25. Skänklarna 24 år förbundna medelst en ögledel 26, vilken år anordnad att emotta en tvårgående monteringsbult 28. Fjäderkroppens främre eller i Fig. 2 vänstra ände kan vara svängbart uppburen medelst en bult 28,som sträcker sig genom ett fast beslag 29, och fjäderkroppens 12 bakre eller högra ände kan vara svängbart ansluten medelst en bult 28 till en länkkonstruktion 32 för att uppta ändringar i avståndet mel- lan paret av bultar 28 som är anslutna till var och en av fjäd- rarna, då fjäderelementet 12 böjes ut. I föreliggande fall är ändbeslagen 14 och speciellt skänklarnas 24 ändar 34 väsentligt bredare än öglorna 26,varvíd ändarnas 34 bredd är lika med fjäder- elementets 12 relativt breda ände. Andbeslagen 14 hålles på plats medelst bultarna 25 vilka sträcker sig genom skänklarna 24 och _10 15 20 25 30' 35 455 012 genom fjäderkroppens 12 ändar för att hålla ändbeslagen l4 sta- digt pà plats. Skänklarnas 24 bredare del tjänar till att mer likformigt fördela de laster,som ansättes via ändbeslagen 14, ut- med fjäderelementets 12 hela bredd utan några lokala pákännings- koncentrationer.

En annan typ av ändbeslag som kan utnyttjas vid fjäderele- mentet 12 visas i Fig. 6 och betecknas allmänt med 36. Ändbeslaget 36 innefattar en basdel 38 som är anordnad att förläggas på över- ytan av fjäderelementets 12 ände. Basdelen 38 är försedd med en ' nedvikt fläns 40 som ligger an mot fjäderelementets 12 ände. En ögla 42 är anordnad mitt emot flänsen 40 för att emotta monte- ringsbultar och bussningar såsom schackelbultarna 28 vilka visas i Pig. 2. Ändbeslagen 36 är säkrade vid fjäderelementet 12 medelst bultar 25 på ett sätt motsvarande infästningen av ändbeslagen 14 enligt Pig. l och 2. I Monteringsaggregatet l8,som är anordnat vid en mittdel av fjäderelementet 12 och tjänar till att ansluta fjäderelementet 12 till en icke fjádrad konstruktion såsom en axel 20, innefattar ett par kanalelement 44 vilka är anordnade vid motstâende över- och underdelar av fjäderelementet 12,varvid kanalelementens kavíteter _vetter mot varandra. Kanalelementens bottnar 45 är vardera försed- da med en gummikudde 46. Gummikuddarna 46 är bundna eller meka- niskt låsta till sina respektive kanalelement 44 samt mot fjäder- elementet 12. Det ena eller båda kanalelementen 44 kan vara för- sedda med en styrningsklack 48 som är fast ansluten till det tillhörande kanalelementet 44. Klackarna 48 är avsedda att emot- tas i komplementära öppningar anordnade i ett klämelement S0 el- ler i ett axelsäte S1 som är anordnat på axeln 20.

Axeln 20 är säkrad vid fjäderelementet 12 medelst U-bultar 52,vars ändar sträcker sig genom klämelementet 50 vid fjäderele- mentets 12 ovansida. I fjäderelementets 12 icke monterade till- stånd är kanalelementen 44 något åtskilda och gummikuddarna 46 är i sitt avlastade tillstånd såsom framgår av Pig. 4. I monterat tillstånd har emellertid monteringsaggregatet 18 det utseende som framgår av Fig. 3. I detta tillstànd är U-bultarna S2 ansatta för att bringa kanalelementen 44 till kontakt med varandra. Genom att bringa kanalelementen 44 till kontakt med varandra tjänar elemen- ten 44 till att begränsa storleken av den belastning som kan an- sättas mot gummikuddarna 46. I en testad utföringsform av uppfin- 10 15 20 25 30 35 455 012 ningen befanns det vara önskvärt att utsätta gummikuddarna 46 för en belastning som skulle reducera dess icke belastade tjocklek till ungefär hälften. Under dessa förhållanden fann man att be- lastningen var av storleksordningen 175 kg per cmz. Genom att binda eller limma gummikuddarna 46 till fjäderelementet 12 och till kanalelementen 44 samt utsätta gummikuddarna 46 för den kom- pressiva kraften, är det möjligt att låta aggregatet utsättas för krafter som tenderar att förskjuta monteríngsaggregaten relativt fjäderelementet 12; Gummikuddarna 46 har en väsentlig funktion i det att de.förhindrar lokala stresskoncentrationer mellan monte- ringsaggregaten 18 och fjäderelementet 12.

I praktiken har man funnit att gummikuddarna 46 kan bindas mot fjäderelementen 12 och kanalelementen 44 genom utnyttjande av ett lämpligt lim, såsom ett epoxilim, eller genom vulkanisering av kuddarna 46 både mot fjäderelementet 12 och kanalelementen 44. _ Monteringsklackarna 48 som är utförda godsfasta med kanal- elementen 44 gör det möjligt att lokalisera monteringsaggregatet 18 och speciellt klämelementen 50 och akelsätet 51 i en väsentli- gen fast relation relativt fjäderelementet 12 utan behov av hål- borrning som är vanligt i anslutning till stàlbladfjädrar. Genom att undvika framställning av hål i det uppfinníngsenliga icke- metalliska fjäderelementet 12 kan man undvika oönskade pakän- ningskoncentrationer.

Den apparat medelst vilken fjaderelementet 12 tillverkas kommer nu att beskrivas närmare. För att först hänvisa till Fig. 7 drages en kontinuerlig sträng 60 av glasfiber från en rulle 62 och genom ett tråg 64, som innehåller flytande harts 66, och till en lindningsram 68. Lindningsramen 68 är allmänt rektangulär så- som framgår av Fig. 9. Ramen 68 har sídoelement 70 som ar förbund- na med varandra medelst ett tvàrgående ândelement 72. Sidorna 70 teleskoperar i två rorformiga sidor 74, vilka är förenade medelst ett tvargående ändelement 72. De tvâ rorformiga delarna 74 inne- håller ett par fjädrar 78 vilka verkar mot andarna av de mindre rören 78 och tenderar att spänna àndelementen 72, 76 bort från varandra. Klamelement i form av justeringsskruvar 80 är monterade på var och en av rorsidorna 74 for att ligga i kontakt med si- dorna 70. Fore igângsáttning av líndningsoperatíonen fores and- elementen 72 och 76 mot varandra mot fjädrarnas 78 kraft och ansâttes klämelementen 80 för att hålla åndelementen i temporärt 10 15 20 25 30 35 455 012 fast relation relativt varandra.

Ramen 68 är även försedd med ett axelelement 82 som är axi- ellt inriktat med ramens 68 motstàende sidor och är borttagbart monterat i den i Pig. 7 visade bärande konstruktionen 84.

Under limüüngsoperationen roteras ramen 68 kring axeln 82 på den bärande ramen 84 så att strängar 60 som impregnerats med flytande hart 66 lindas kring ramens motstående ändar 72 och 76.

Under denna lindning kan ramen 68 roteras på vilket som helst välkänt sätt, antingen manuellt eller medelst icke visade drivorgan.

Ramen 68 roteras ett förutbestämt antal varv för erhållande av det önskade förhållandet mellan fibersträngar och harts i den framställda produkten. Ett stort antal svep erfordras och i ett fjäderutförande erfordras över tvåhundra svep som vart och ett innefattar två fiberstränglängder, vilka utnyttjades i en fjäder som har en tvärsníttsarea som är mindre än 19,4 cm . Lindningen av strängarna utföres för att fördela fibermaterialet likformigt över en bredd på ramen 68 motsvarande fjäderelementets 12 maxi- mala bredd. Efter slutförd lindning frigöres klämelementen el- ler skruvarna 80 så att fjädrarna 78 ansätter en dragspänning mot strängarna så att strängarna hålles under viss dragspänning och i parallell relation till varandra.

Efter slutförd lindning avlägsnas ramen 68 från sin bärande ram 84 och förlägges på plats relativt en formpress 90. Pressen 90 innefattar en övre form 92 och en undre form 94,vi1ka möter varandra till bildning av ett hålrum 96 som har en konfigura- tion motsvarande det färdigställda fjäderelementets 12. Den övre 92 och den undre formen 94 har ytterdimensioner som passar inuti ramen 68. Formningsoperationen genomföres genom att ramen 68 pla- ceras runt den undre formen 94 med de därpå lindade filamenten förlagda i den undre kaviteten 96. Den undre formens 94 ändar är vid kavitetens 96 motstående ändar försedd med dammar eller stryp-- ningar 98 och sträcker sig tvärs kaviteten 96. Med ramen 68 på plats runt undre formen 94 sträcker sig strängarna ut igenom ka- vitetens 96 ändar. När den övre formen 92 bringas ned på plats, kommer fibersträngarna samt det flytande hartset 66 att pressas in i kaviteten 96. Strängarna sträcker sig genom motsatta ändar av den slutna formen och över dammarna 98 vilka tjänar till att innehålla och förhindra utsläpp av harts från kaviteten 96. Form- delarna 92 och 94 värmes till en temperatur av approximativt 10 15 20 25 30 35 455 012 lS0° C varvid hartset börjar härda. Efter det att hartset hårdnat tillräckligt för att medge hantering, avlägsnas fjäderelementet 12 från pressen 90, varefter ändarna skäres till önskad form för avlägsnande av överskottsharts och överskjutande fibermaterial vid fjaderelementets 12 ändar. Å Då den övre och den undre formhalvan 92, 94 föres mot var- andra. förskjutes strängarnas ändar nedåt, varigenom ramen 68 tenderar att förkortas så att strangarna 60 utsattes för ytterli- gare dragspänning. På grund av utförandet av fjäderelementet 12 _ och kaviteten 96 kan man se att strängarna icke kan förbli helt parallella med varandra, men ansättningen av dragspänning mot filamenten tenderar att fördela dem likformigt utmed alla tvär- snitt, vilka såsom tidigare nämnts har lika area.

Med hänvisning till Pig. ll visas en modifierad form av ett fjäderaggregat 110 innefattande ett fjäderelement 112, som i likhet med fjäderelementet 12 i den tidigare beskrivna utfö- ringsformen består av glasfiber i en matris av polymeriserat harts. I denna speciella utföringsform är emellertid fjäderele- mentet 112 av likformig bredd, varvid tjockleken varierar från ett maximum i ett område mellan elementets motstående ändar till en minsta bredd vid dess ändar. Fjäderelementet 112 illust- reras försett med ändbeslag 36 av den typ som visas i Pig. 6.

Fjâderelementets 112 mittdel är försedd med ett monteringsaggre- gat 18 motsvarande det vilket utnyttjas i anslutning till fjäder- elementet 12.

I denna utföringsform har fjäderelementet 112 den största tvärsnittsarean vid en mittpunkt, varvid fjäderelementets 112 tvärsnittsareor minskar i riktning mot fjäderelementets ändar.

Emellertid har i var och en av de olika tvärsnittsareorna fördel- ningen av fibrer eller strängar väsentligen samma proportion till harts som i den tidigare utföringsformen med likformíga tvärsnitts- areor. Med andra ord är en fördelning av åtminstone S0 procent och upp till 63 procent fiberstrângar anordnad i varje tvärsnitt.

I detta fall innehåller emellertid fjäderelementets 112 centrala del ett större antal strängar än de klenare ändsektionerna.

Fjäderelementet 112 tillverkas av skikt av fibertape 114 som har en likformig bredd vilken är väsentligen lika med fjäder- elementets 112 bredd. Tapen 114 innefattar fibersträngar 116, som sträcker sig i tapens längdled, och tvärgâende strängar 118. Skik- 10 15 20 25 30 35 455 012 8 ten av tape eller band 114 tillskäres i längd och anordnas i la- ger. Såsom bäst framgår av Pig. 15 är de översta och understa skikten av fibertape de längsta, varvid deras längd är åtminstone lika med fjäderelementets 112 längd, varvid på varandra följande skikt av tape 114 är kortare i riktning mot fjäderns inre.

Fjäderaggregatets 110 fjäderelement 112 framställes i en form liknande den som visas i Pig. 8 och 9 med undantag för att en övre form 122 och en undre form 124 bildar en kavitet 126 som har fjäderelementets 112 konfiguration. Med formhalvorna 122 och 124 i deras öppna läge, såsom visas i Pig. 16, mättas skikten av fibertape 114 i flytande harts och lägges i formkaviteten 126 med det långa skümet på botten, varvid de på varandra följande skikten är progressivt kortare. Vid fjäderns mittpunkt kan en massa av hackade fibrer, som indikeras vid 128 i Fig. 13 och som är fuktade med flytande harts, tillsättas i formkavíteten om så önskas. Därefter kan ett kort skikt av tape 114 förläggas i form- kaviteten, varvid vart och ett av de näraliggande skikten blir progressivt längre tills man kommer fram till det översta skiktet som bör eller skall ha en längd som är åtminstone lika med fjä- derns önskade längd.

Därefter bringas formdelarna 122 och 124 till mot varandra passande relation, så att hartset pressas mot dammarna 98 vid formens ändar, och medges hartset att hårda. Efter det att hart- set härdat åtminstone i sådan utsträckning att den gjutna pro- dukten kan hanteras, avlägsnas fjäderelementet 112 från pressen, varefter dess ändar ansas för åstadkommande av önskad längd för fjäderelementet 112.

På beskrivet sätt åstadkommas en icke-metallisk bladfjä- der vari ett enhetligt element är bildat av strängar av fiber säsom glasfíber, fördelade i en matris av polymeriserat harts såsom epoxi. Ãndbeslag och ett centralt monteringsaggregat är an- ordnade, medelst vilka stresskoncentrationer undvikes mellan de metalliska elementen och det icke-metalliska fjäderelementet i bladfjäderaggregatet. Den apparat medelst vilken fjädern tillver- kas säkerställer att fibersträngarna anordnas sträckande sig längs fjäderelementet och med väsentligen likformig täthet, varvid de formar i vilka fjädrarna framställes är försedda med hartsdammar vilka säkerställer att formhâlrummet helt utfylles av fiber- strängar och harts.

Claims (3)

9 455 012 PATENTKRÅV

1. , Apparat för framställning av en bladfjäder, k ä n n e t e c k n a d av en långsträckt rektangulär ram (68), organ för att spänna ramens motstàende änddelar (72,76) bort från varandra, organ (8234) för att uppbära ramen för rotation kring en axel mellan nämnda ändar (7Z,76) , ett förråd (62) av en kontinuerlig glasfibersträng (60), vilken sträng upplindas på ramen (68), organ för hartsímpregnering av strängen mellan förrådet (62) och ramen (68), varvid ramens ändar håller glasfíbersträngen under dragspänning, en press (90) som innefattar ett par sammanpassande delar (92,94), vilka bildar en kavitet för formning av bladfjädern, varvid ramen är större än pressdelarna, och varvid pressens nämnda delar är separer- bara för att i kaviteten emotta strängarna medan dessa är upp- líndade på ramen.

2. Apparat enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av organ (80) för frigörbar fasthållning av ramens nämnda ändar (72,76) i fast relation till varandra under upplindning av strängarna på ramen.

3. Apparat enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a d av att pressens (90) mot varandra passande delar (92,94) har dammar (98) vid kavitetens motstående ändar för kontakt med strängarna och för.att hålla ohärdat harts i kavíteten under tryck tills hartset härdat. L