DE19814792A1

DE19814792A1 - Lenkerfeder

Info

Publication number: DE19814792A1
Application number: DE1998114792
Authority: DE
Inventors: Joerg Ebert
Original assignee: BPW Bergische Achsen KG
Current assignee: BPW Bergische Achsen KG
Priority date: 1998-04-02
Filing date: 1998-04-02
Publication date: 1999-10-07

Abstract

Eine Lenkerfeder zur Abstützung einer luftgefederten Fahrzeugachse (3) ist mit einem Befestigungsauge (5) an dem einen Ende und einer Befestigung für die Luftfeder (6) an dem anderen Ende versehen. Um eine unter Verwendung von biegeelastischem Kunststoff gefertigte Lenkerfeder zu schaffen, die auch die lang andauerndem Einsatz ein ermüdungsarmes Festigkeitsverhalten zeigt, setzt sich die Lenkerfeder (1) aus mehreren flächig aneinanderliegenden Einzellagen (8, 9, 10) zusammen. Zwei dieser Lagen (8, 10) bestehen aus einem dauerhaft biegeelastischen Kunststoff und vorzugsweise aus GFK, wohingegen zwischen diesen beiden Lagen (8, 10) eine Kernlage (9) aus Metall angeordnet ist. Bei dem Metall handelt es sich vorzugsweise um ein flaches Aluminium-Strangpreßprofil.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkerfeder zur Abstützung einer luftgefederten Fahrzeugachse, mit einem Befestigungsauge an dem einen Ende und einer Befestigung für die Luftfeder an dem anderen Ende.

Lenkerfedern zur Abstützung der Achsen luftgefederter Fahrzeuge bestehen in der Regel aus Federstahl. Bekannt ist jedoch auch bereits eine Lenkerfeder aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK), die im Dauerbetrieb jedoch ein un günstiges Ermüdungsverhalten in dem hauptsächlich schubbeanspruchten Einbindungsbereich zeigt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine unter Verwen dung von biegeelastischem Kunststoff und vorzugsweise GFK gefertigte Len kerfeder zur Abstützung einer luftgefederten Fahrzeugachse zu schaffen, die auch bei langandauerndem Einsatz ein ermüdungsarmes Festigkeitsverhalten zeigt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Lenkerfeder der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß sich die Lenkerfeder aus mehreren flächig aneinanderliegenden Einzellagen zusammensetzt, von denen mindestens eine Lage aus einem dauerhaft biegeelastischem Kunststoff mit einer Glasfaserver stärkung und mindestens eine weitere Lage aus einem Metallprofil besteht.

Gegenüber einer ausschließlich aus GFK bestehenden Lenkerfeder zeichnet sich die erfindungsgemäße Lenkerfeder durch eine erhöhte Schubsteifigkeit des Lagenverbundes aus. Diese Schubsteifigkeit ist insbesondere im Bereich der Achseinbindung der Lenkerfeder von Vorteil, da dort hohe Ermüdungsfe stigkeitswerte notwendig sind.

Ein weiterer Vorteil der Lenkerfeder besteht in der preiswerten Herstellbarkeit. Die vorzugsweise parabolische Form der Lenkerfeder kann unter Verwendung eines gleich dicken Glaserfaser-Matrix-Vorfabrikats auf einfache Weise in ei nem entsprechenden Werkzeug hergestellt werden. Das Befestigungs- bzw. Lenkerauge der Lenkerfeder kann durch Stoffschluß an der aus den Lagen aus GFK mit der Metallprofillage bestehenden Matrix angebunden werden. Vorteile stellen sich auch während des Herstellens der erfindungsgemäßen Lenkerfeder ein. Das Aushärten des GFK erfolgt exotherm, d. h. unter hoher Wärmeent wicklung. Bei der Herstellung der Verbund-Lenkerfeder kann zumindest ein Teil dieser Wärme über die Lage aus Metall und vorzugsweise dem besonders gut wärmeleitenden Aluminium abgeführt werden. Gesonderte Kühleinrichtun gen können daher entfallen, was wiederum zur Kosteneinsparung beiträgt.

Bevorzugt ist die durch das Metallprofil gebildete Lage als Kernlage zwischen zwei Lagen aus dem glasfaserverstärkten Kunststoff angeordnet. Die Kernlage ist vorzugsweise ein flaches Aluminium-Strangpreßprofil.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeich nung erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine in eine Achskonstruktion eines Fahrzeuges eingebundene Len kerfeder in Seitenansicht,

Fig. 2 die Achskonstruktion nach Fig. 1 in einer Draufsicht und

Fig. 3 einen Schnitt durch die Lenkerfeder.

Die in Fig. 1 dargestellte Seitenansicht eines Fahrzeuges und insbesondere ei nes gezogenen Fahrzeuges läßt unter dem Längsträger 1 eine Konsole 2 zur schwenkbaren Anlenkung der Achse 3 erkennen. Die Achse 3 ist auf übliche Art mit einer Lenkerfeder 4 verbunden, die sich an der dem Befestigungsauge 5 abgewandten Ende über einen Luftfederbalg 6 an dem Längsträger 1 des Fahrzeuges abstützt. Zu diesem Zweck ist eine untere Platte 6a des Luftfeder balgs 6 auf einer Befestigungsfläche 7 am hinteren Ende der Lenkerfeder 4 angeschraubt.

Die Lenkerfeder 4 ist nicht starr, sondern weist bei Belastung ein federndes Eigenverhalten auf. Sie setzt sich bei dem auf den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel aus insgesamt drei flachen Einzellagen 8, 9, 10 zusam men, die miteinander verklebt sind. Die beiden äußeren Lagen 8, 10 bestehen aus GFK, wohingegen die zwischen diesen beiden Lagen 8, 10 angeordnete Kernlage 9 ein Aluminium-Strangpreßprofil ist. Dessen Oberseite ist mit der oberen Lage 8, und seine Unterseite mit der Lage 10 verklebt. In Fig. 3 ist dargestellt, daß das Aluminium-Strangpreßprofil ein Hohlkammerprofil sein kann.

Durch Verwendung des Werkstoffes GFK läßt sich gegenüber Lenkerfedern aus Federstahl eine Gewichtsersparnis von ca. 50% erzielen. Die Herstellung der Lenkerfeder erfolgt nach Art eines Verbundkörpers in einem gemeinsamen Werkzeug, wobei die Kernlage aus Metall zwischen die beiden noch nicht aus gehärteten Lagen aus GFK eingelegt wird. Während des Aushärtens des GFK wird Wärme frei, die durch das Metall der Kernlage sehr gut abgeführt werden kann. Dieser Effekt ist besonders ausgeprägt bei einer Kernlage aus dem be sonders gut wärmeleitenden Aluminium.

Im Fahrbetrieb besteht der Vorteil der Kernlage aus Metall darin, daß die in ei ner Lenkerfeder auftretenden Schubspannungen in der Mitte der Feder am Größten ausfallen, sich hier jedoch die besonders schubsteife Kernlage 9 be findet, wohingegen die beiden außen angeordneten Lagen 8, 10 aus GFK einer geringeren Schubbeanspruchung ausgesetzt sind und in erster Linie dazu die nen, das Elastizitätsverhalten der Lenkerfeder zu bestimmen. Die Lenkerfeder zeigt daher ein weit besseres Festigkeitsverhalten als eine ausschließlich aus GFK bestehende Lenkerfeder.

Bezugszeichenliste

1

Längsträger

2

Konsole

3

Achse

4

Lenkerfeder

5

Befestigungsauge

6

Luftfederbalg

6

a Platte

7

Befestigungsfläche

8

Lage

9

Kernlage

10

Lage

Claims

1. Lenkerfeder zur Abstützung einer luftgefederten Fahrzeugachse, mit ei nem Befestigungsauge (5) an dem einen Ende und einer Befestigung (7) für die Luftfeder (6) an dem anderen Ende, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Lenkerfeder aus mehreren flächig aneinanderliegenden Ein zellagen (8, 9, 10) zusammensetzt, von denen mindestens eine Lage (8, 10) aus einem dauerhaft biegeelastischen Kunststoff mit einer Glasfaser verstärkung und mindestens eine weitere Lage (9) aus einem Metallprofil besteht.

2. Lenkerfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Metallprofil gebildete Lage (9) als Kernlage zwischen zwei Lagen (8, 10) aus Kunststoff angeordnet ist.

3. Lenkerfeder nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernlage (9) ein flaches Aluminium-Strangpreßprofil ist.