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Die Individuelle und Justierbare Blattfeder Gefördert von Schnecken blattfeder Ausgezeichnet mit dem:

Schneckenblattfeder · Prepreg-Autoklav-Verfahren werden mit Harz vorimprägnierte Halbzeuge, die so genannten Prepregs, in das Werkzeug laminiert. Die Evaku-ierung des Laminats erfolgt

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Page 1: Schneckenblattfeder · Prepreg-Autoklav-Verfahren werden mit Harz vorimprägnierte Halbzeuge, die so genannten Prepregs, in das Werkzeug laminiert. Die Evaku-ierung des Laminats erfolgt

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Die Individuelle und Justierbare Blattfeder

Gefördert von

SchneckenblattfederAusgezeichnet mit dem:

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Durch Kooperation zum Erfolg. Die Idee zu dem neuen Produkt entstand 2009 in einem gemeinsamen Projekt der Hochschule für Künste Bremen (HfK), dem Faserinstitut Bremen e. V. an der Universität Bremen (FIBRE) sowie der InnoWi GmbH. Mit Unterstützung von Professor Andreas Kramer (HfK) und Dipl.-Ing. Holger Purol (FIBRE) ent-wickelte der Diplom-Designer Simon Michel eine leichte, ringförmige Feder aus Kohlenstofffaserverbundwerkstoff (CFK), deren Federwirkung variabel einstellbar ist. „Schneckenblattfeder“ heißt die Erfindung. Begleitet von Dr. rer. nat. Birte Halbach (InnoWi) ist sie inzwischen international zum Patent angemeldet. Möglich wurde die Ko-operation durch eine Förderung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi), das das Projekt auch mit einer zusätzlichen Weiterent-wicklungsförderung unterstützte.So konnten durch die Produktion zwei-er unterschiedlicher Nullserien grund-legende Eigenschaften geklärt sowie die gefertigten Federn getestet und charakterisiert werden. Dies überzeug-te auch den Rat für Formgebung, der das Produkt „Schneckenblattfeder“ im Mai 2011 mit dem Design Plus Award auszeichnete.

Diese Broschüre stellt nun das neue Produkt vor, erklärt das Federprin-zip und bietet einen Überblick über die zahlreichen Vorteile gegenüber herkömmlichen Federkörpern. Einige Anwendungsbereiche werden beispiel-haft im hinteren Teil dieser Broschü-re skizziert. Wenn wir Ihr Interesse wecken konnten, Sie sich vorstellen können, die Schneckenblattfeder in eine Ihrer Anwendungen zu integrieren oder Fragen haben, freuen wir uns über Ihre Kontaktaufnahme.

Dipl.-Des.Simon Michel (Michel Produkt Design) Erfinder und ProjektleiterTelefon: +49 421 8785818E-Mail: [email protected]: www.michel-produkt-design.de

Dr. Birte Halbach (InnoWi GmbH)InnovationsmanagerinTelefon: +49(0)421 96007-17E-Mail: [email protected]: www.innowi.de

Dipl.-Ing Holger Purol (FIBRE)Miterfinder und technische EntwicklungTelefon: 2189330E-Mail: [email protected]: www.faserinstitut.de

Team

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Prof. Andreas Kramer, (Hochschule für Künste Bremen) ProjektbetreuungTel: +49(0)421 9595-1236E-Mail : [email protected]: www.hfk-bremen.de

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Die Schneckenblattfeder ist eine kreis-runde Blattfeder, die bei gleich-bleibender Einbaulänge unterschied-liche Härtegrade bietet. Anders als übliche Blattfedern, die nur durch Hilfsmittel variiert werden können, lässt sich die Schneckenblattfeder bereits durch ihre Ausrichtung (in der Härte) regulieren. Daher bedarf sie wesent-lich weniger Wartungsaufwand und ist langlebiger als vergleichbare Feder-systeme.

Möglich wird die stufenlose Verstellbar-keit der Härte durch den Aufbau der Feder: Der offene Ring verjüngt sich von einem bis zum anderen Ende, wo-durch je nach Einbauwinkel der Feder verschiedene Materialstärken wirken und damit unterschiedliche Federeigen-schaften entstehen.

Das Prinzip der Schneckenblattfeder lässt sich mit mehreren Materialien umsetzen. Ihr volles Potenzial zeigt die Feder allerdings erst in der Faser-verbundbauweise, da hier im Lagenauf-bau gezielt auf das Verhalten der Feder Einfluss genommen werden kann. Durch die Ausrichtung sowie die Länge und die Anzahl der Lagen lassen sich zahlreiche Parameter beeinflussen, so-dass die Schneckenblattfeder extrem individualisierbar ist.

Funktionsprinzip

bei 90° bietet die Feder ihre größte Federkraft.

bei 10° bietet die Feder ihre niedrigste Federkraft.

Durch drehen der Feder lässt sich die gewünschte Federhärte einstellen.

bis hartvon weichEinfach einzustellen

Ausrichtung

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Technische Aspekte Schneckenblattfeder Blattfeder Schraubenfeder Gasdruckfeder Luftfeder

Härte einstellbar

Aufnahme von Quer- und Längskräften

Eigendämpfung

Einfachheit derLösung

Einbaulänge zu Federung

Höhe einstellbar

Niveauregulierung

wartungsfrei

Montagezeit

Im Vergleich

Die Schneckenblattfeder im Material unabhängigen Vergleich mit gängigen Federsystemen

Vorteile

Die Bauart und die Eigenschaften der Feder sowie die Möglichkeit, die Federhärte bereits vorab rechnerisch zu bestimmen, erlauben die Entwick-lung individueller Lagenaufbauten. Interessant ist dies zum Beispiel für spezielle Einzelanforderungen und Produktionen mit geringen Stückzahlen. Andererseits können aber auch Lagenaufbauten entwickelt werden, die vielen Anforderungen gerecht werden und sich so eher für die Produktion größerer Stückzahlen eignen. Lediglich durch Änderungen in ihrem Aufbau lassen sich viele unterschiedliche Federn; mit gleichem Durchmesser herstellen und das mit nur einem Werkzeug.

Der Einsatz spezieller Harze garantiert die Lebensmittelechtheit.

Blattfedern sind grundsätzlich war-tungsarm, aufgrund ihrer Faser-verbundbauweise halten Schnecken-blattfedern darüber hinaus auch länger als Stahl oder Titanfedern.

Für besondere Anwendungen kann die Feder aus kohlefaserverstärkter Kohlefaser (CFC) gefertigt werden. Dies ermöglicht den Einsatz bei Temperaturen bis zu 1800°C

Für entsprechende Anwendungs-bereiche können auch säurefeste Harz-systeme eingesetzt werden.

Alle für die Feder verwendeten Materia-lien sind korrosionsbeständig

Leicht Korosionsbeständig Lebensmittelecht

Säurefest

Hitzebeständig

Die Schneckenblattfeder bietet die Möglichkeit, genauer an die jeweiligen Anforderungen angepasst zu werden als dies mit herkömmlichen Federkör-pern aus Stahl oder Titan möglich ist. Ihr Prinzip erlaubt mehr Präzision in der Anwendung.

Individuell planbare Eigenschaften: - minimale und maximale Federkraft- Abstufung und Regulierbarkeit der Härte- Federweg (Hub)- Lebensmittelechtheit- Temperaturbeständigkeit- Verformungsrichtung (bei Belastung)

Die Feder ist mindestens 70 % leichter als Stahlfedern.

Individualisierbar Langlebig Einfach

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LeistungsmerkmaleDie Entwicklung der ersten Schneckenblattfedern (SBF) fand im Hinblick auf einen Einsatz in Sport- und Reha-Geräten statt.“Sie haben einen Durchmesser von 120 Millimetern, eine Breite von 30 Millimetern und bestehen aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK). Hergestellt wurden sie bisher im Nass-laminier-Vakuumverfahren und im Prepreg-Autoklav-Verfahren.

90 Grad des Federumfangs können zur Regulierung der Härte genutzt werden. Dieser Bereich ist in 10-Grad-Schritte unterteilt. Zu jedem dieser Schritte wurden die Federkennlinien gemessen. So lässt sich die Feder, durch Einstellen der gewünschten Gradzahl, genau regulieren.

Die Federkennlinien von zwei unterschiedlichen, im Nass-laminier-Vakuumverfahren produzierten, Schneckenblattfedern können aus den beiden Graphen (s. u.) beispielhaft abgelesen werden. Weitere Messwerte von Federn aus anderen Herstellungsverfahren oder mit anderen Lagenaufbauten stellen wir Ihnen bei Bedarf gerne zur Verfügung.

SBF Variante 1

Schneckenblattfeder der Variante SBF 2 ist eine etwas steifere Feder mit einer feineren Abstufung. Sie bietet bei 10° eine Federhärte von 120 Kg und verhärtet sich alle 10° um 4,4 Kg, sodass sie bei 90° ihre maximale Federkraft von 160 Kg erreicht.

SBF Variante 2

Die Schneckenblattfeder der Variante SBF 1 ist eine relativ weiche Feder, die ihre Federkraft verdoppeln kann. Sie bietet bei 10° eine Federkraft von 70 Kg und verhärtet sich alle 10° um zirka 7,8 Kg, sodass sie bei 90° die maximale Federkraft von 140 Kg erreicht.

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Feder BreitenDurch die Flexibilität des Herstellungsverfahrens können Schneckenblattfedern in beliebigen Breiten gefertigt werden. Dies macht es möglich, unterschiedliche Härten bei Federn mit sonst ähnlichen Eigenschaften zu erhalten.

Je nach Arretierung sind Schneckenblattfedern stufenlos in ihrer Härte verstellbar. Die im Nasslaminierverfahren produzierten Prototypen der Schneckenblattfeder (SBF 1 und 2) bieten 90° ihres Umfangs zur Regulierung ihrer Härte. Wie sich die unterschiedliche Breite auf die Federkraft auswirkt, ist den Graphen (s. u.) zu entnehmen.

SBF Variante 1

Die SBF Variante 2 hat als 30 mm breite Feder eine Belastbarkeit von 120 bis 160 Kg und als 20 mm Feder 33% weniger Federkraft (Belast-barkeit 80 bis 107 Kg). Die 10 mm breite Feder misst im Vergleich zur 30 mm breiten eine 64 % geringere Federhärte und bietet so noch eine Federkraft von 42 bis 57 Kg.

SBF Variante 2

Die SBF Variante 1 hat als 30 mm breite Feder eine Belastbarkeit von 70 bis 140 Kg. Mit einer Breite von 20 mm ist die Federkraft 28% kleiner und bietet so eine Belastbarkeit von 49 bis 100 Kg. Bei einer 10 mm breiten Feder nimmt die Federhärte im Vergleich zur 30 mm breiten um 66 % ab. Ihre Federkraft beträgt 23 bis 47 Kg.

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Die Schneckenblattfeder kann grund-sätzlich aus allen verstärkten und unverstärkten Werkstoffen hergestellt werden. Die besten mechanischen Eigenschaften bei geringem Gewicht lassen sich jedoch bei Verwendung von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK) erreichen. CFK hat hervorragende Leistungsdaten in der Größenordnung derer von Hoch-leistungsstählen – und das bei einem Gewicht deutlich unter dem von Alu-minium. Alle im Rahmen dieser Arbeit hergestellten und getesteten Schne-ckenblattfedern bestehen aus CFK.Faserverstärkte Kunststoffe zeich-nen sich durch ihre konstruierbaren Eigenschaften aus. Das heißt, je nach Anforderungsprofil, Lastbedingungen und Einsatzort lassen sich im Leichtbau durch Veränderung der Faserorientie-rung und des Lagenaufbaus optimierte Produkte mit maßgeschneiderten Eigenschaften realisieren.Faserverstärkte Kunststoffe, besonders mit Kohlenstofffaserverstärkung, bieten bei extremer Ermüdungsfestigkeit gleichzeitig hohe Korrosionsbeständig-

keiten, ein gutes Dämpfungsverhalten und hohes Energieaufnahmevermö-gen. Diese Eigenschaften können auf den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden, sodass die Konst-ruktion einer Vielzahl unterschiedlicher Schneckenblattfedern möglich ist.

Die Herstellung von CFK-Produkten ist jedoch häufig noch durch manuelle Arbeitsschritte und eine sequenzielle Prozesskette gekennzeichnet. Vor allem deswegen kosten CFK-Bauteile mehr als Komponenten aus konventionellen Materialien. Schneckenblattfedern wurden bisher im Nasslaminier-Vaku-umverfahren und im Prepreg-Autoklav-Verfahren produziert. Beim Nasslaminieren-Vakumverfahren werden trockene Faserhalbzeuge mit einem flüssigen Harz benetzt und Lage für Lage in unterschiedlichen Faser-vorzugsorientierungen in einer Negativ-Form abgelegt. Das Laminat wird durch eine Folie und einen Dichtfilm herme-tisch verschlossen und durch Vakuum-absaugung evakuiert. Bei angelegtem

Vakuum härtet das Harz (Epoxid) aus – je nach Reaktivität des verwendeten Harzsystems zwischen einigen Minuten und mehreren Stunden. Auf diese Wei-se können CFK-Schneckenblattfedern mit geringem apparativen Aufwand einfach und schnell hergestellt werden.

Beim Prepreg-Autoklav-Verfahren werden mit Harz vorimprägnierte Halbzeuge, die so genannten Prepregs, in das Werkzeug laminiert. Die Evaku-ierung des Laminats erfolgt wie beim Nasslaminieren, die Aushärtung jedoch in einem druck-belüfteten Aushärteofen (Autoklav) bei Temperaturen von 150°C und Drücken von 6 bar. Mit diesem Verfahren können sehr leistungsfähige CFK-Schneckenblattfedern hergestellt werden, die sich durch ein hohes Faservolumengehalte und eine niedrige Porosität auszeichnen.

Die Verwendung leistungsfähiger CFK-Komponenten war bislang noch der Luft- und Raumfahrtindustrie vorbe-halten. Noch sind die Stückzahlen hier klein, aber der Bedarf an CFK-Bauteilen

Herstellung

Herstellung im Prepreg-Autoklav-Verfahren

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Foto Copyright: Haindl Kunststoffverarbeitung GmbH

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wächst. Auch in der Automobilindustrie gibt es inzwischen einen eindeutigen Trend zu leichten Strukturmaterialien aus faserverstärkten Kunststoffen, vor allem um den Verbrauch und die Emissionen klimaschädlicher Gase zu reduzieren. Die Entwicklungen in die-sen beiden Branchen generieren einen enormen Bedarf an CFK-Bauteilen, die nur noch mit automatisierten Produk-tionsverfahren zu vertretbaren Kosten hergestellt werden können. Werden CFK-Schneckenblattfedern in hohen Stückzahlen benötigt (zum Beispiel mehr als 10.000 jährlich), sollte auch ihre Fertigung automatisiert werden. Dabei können folgende, bestehende Prozesse genutzt beziehungsweise angepasst werden:

• Pultrusion (Strangziehverfahren)

• Wickelverfahren

• RTM-Produktion mit automatisiertem Preformen (Vorformen) s. S, 10

• Fibre Placement und Autoklav- Verfahren

Die Gegenüberstellung verdeutlicht die Vorteile des Materials CFK.

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Die Pultrusion ist ein Strangziehverfah-ren, bei dem Endlos-Fasermaterialien durch ein Harztränkbad und dann durch eine temperierte Form gezogen werden, in dem das Harz aushärtet.

Das Verfahren eignet sich für gerade, offene und geschlossene Profile mit konstantem Querschnitt und arbeitet kontinuierlich und hochautomatisiert.

Es kann auch für die Schnecken-blattfeder eingesetzt werden, wobei ein Endlosprofil der Feder entsteht, welches am Ende der Prozesskette in Scheiben geschnitten die gewünschte Feder ergibt. Die Pultrusion verlangt jedoch vorrangig nach Faserorientie-rungen in Zugrichtung (d.h. Fasern quer zur gekrümmten Federform). Bis zu einem gewissen Maß können jedoch auch Fasern quer zur Zugrichtung (d. h. längs zur Federrichtung) integ-riert werden. Der genaue realisierbare Lagenaufbau kann nach Definition der Lastanforderungen für die spätere Anwendung ermittelt werden.

Beim RTM-Verfahren (RTM = Resin transfer moulding) werden trockene Fa-serhalbzeuge in eine mehrteilige feste Form gelegt, die Form geschlossen und das Harz bei erhöhtem Druck indie Kavität injiziert. Nach vollständiger Füllung härtet das Harz bei erhöhterTemperatur aus.

Während im Flugzeugbau verwendete Harze noch Prozesszeiten von einigen Stunden pro Zyklus fordern, sind im Automobilbau Harze mit Taktzeiten von einigen Minuten bereits realisiert. In jedem Fall können sehr leistungs-fähige CFK-Bauteile komplexer Geometrie und Faserarchitektur produziert werden. Für leistungsfähige Federn ist dieses Verfahren prädesti-niert, wenn es gelingt, auch die Hand-habung der trockenen Fasermaterialien weitgehend zu automatisieren (sog. Preformen). Für verschiedene Bauteile existieren bereits Handhabungs-methoden, die meist durch Industrie-roboter durch geführt werden.

Beim Fibre Placement werden Faser-halbzeuge ähnlich wie beim Wickel-verfahren auf einer Form abgelegt, wobei jedoch mehrere Köpfe parallel schmale vorimprägnierte Faserbänder (Prepregs) auf der Form abgelegen.

Es können komplexe und einfache Geometrien, variierende Laminatarchi-tekturen und unterschiedliche Bau-teildicken erzielt werden, wie sie die Schneckenblattfeder fordert. Durch Verwendung des Prepreg-Ma-terials werden sehr gute Eigenschaften wie hohe Faservolumengehalte und niedrige Porosität erreicht.

Die Aushärtung erfolgt in einem druck-beaufschlagten Ofen. Die gesamte Pro-zesskette könnte bei hoher Stückzahl weitgehend automatisiert werden. Die Auswahl und ggf. Adaptierung des Pro-duktionsverfahrens kann dann sinnvoll erfolgen, wenn die Einsatzbedingungen und die Stückzahl einer Schnecken-blattfeder fstegelegt ist.

Herstellung

Pultrusion RTM-ProduktionFibre Placement

Dank der variablen Fertigung können unterschiedliche Lagenaufbauten sowie Federbreiten, in einem Werkzeug hergestellt werden.

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In dem sog. Wickelverfahren werden Faserbündel durch ein Harzbad gezo-gen und dann bei definierter Faden-zugspannung auf einem rotierenden Zylinder abgelegt.

Der bewegliche Ablagekopf ermöglicht das Ablegen der Faserbündel in unter-schiedlichen Orientierungen. Beispiels-weise führt eine regelmäßige Bewe-gung des Ablagekopfes in x-Richtung zu einem geschlossenen, zylindrischen oder auch konischen Hohlkörper.

Variationen, wie z. B. das Einfügen einer Öffnung oder variierende Lagen-dicken, können mit diesem Verfahren leicht umgesetzt werden.

Durch ihre innovative Konstruktion bietet die Schneckenblattfeder Wett-bewerbsvorteile für OEM-Hersteller, und das durch Material- und Halbzeug-lieferanten erschließbare Marktvolumen ist schier unendlich. Abhängig von den produzierten Stückzahlen und dem gewählten Herstellungsverfahren erge-ben sich unterschiedliche Kosten pro Feder. Im Gegensatz zu den für diese Studie gefertigten Federn kann bei großen Stückzahlen einer Serien-produktion ein höherer Automatisie-rungsgrad erreicht werden, wodurch sich signifikant geringere Stückkosten ergeben.

Ist die gesamte Produktion weitgehend automatisiert und die Stückzahl glei-cher Bauteile sehr hoch (> 100.000 pro Jahr), sinken die Kosten auf Werte nahe denen der Kosten für die verarbeiteten Materialien.

Wickelverfahren

Bsp. Ausgehend von einer Einzelanfertigung (100 % Handarbeit) bis zur industriellen Serienfertigung

Automatische Fiber Placement Anlage Quelle: CTC Stade

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Kosten

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Reha-Geräte bedeuten für ihre Nutzer Begleitung im Alltag und Erleichterung vieler Aktivitäten. Für die Entwicklung von Rollstühlen bietet die SBF im Vergleich zu herkömmlichen Federn aus Stahl oder Gummi die Vorteile, dass sie leicht, langlebig, härtenver-stellbar und wartungsarm ist. In dem Rollstuhlentwurf „CaRo“ wurde die SBF aus diesen Gründen integriert. Dank ihrer Härtenverstellbarkeit kann die Feder auf unebenen Wegen in weicher Einstellung Schläge und Erschütterun-gen dämpfen sowie auf ebener Strecke fester eingestellt werden.

Eine leichte, stufenlos einstellbare Fe-der ist dann besonders sinnvoll, wenn Mobilität und Federwirkung zusam-menkommen sollen - wie z. B. bei Fahr-rädern oder auch Rollstühlen. Des Weiteren eignet sich das Prinzip der Schneckenblattfeder auch für Fahrzeugsitze in Nutzfahrzeugen oder auch im privaten Kfz sowie generell als neuartige Federung in Einzelradauf-hängungen. Den Anwendungsgebieten sind keine Grenzen gesetzt.

Salzwasserbereiche sind eine Stärke der Feder. Die Korrosionsbeständigkeit des Faserverbundmaterials ermöglicht ihre Langlebigkeit.

Industriebereiche, in denen starke Verschmutzungen und Belastungen auftreten sind kein Problem für die Schneckenblattfeder. Ihre Beständig-keit gegenüber Säuren und Laugen ermöglicht auch den Einsatz aggressi-ver Reiniger.

Leichtbau Die SBF ist ein typisches Leichtbauteil. Sie ist ca. 70% leichter im Vergleich zu Federn aus Stahl. Dies

macht sie u. a. interessant für Anwen-dungen in Sportartikeln, Rehaproduk-ten, im Kfz- oder Flugzeugbau.

Mechanik Das Federprinzip ist durch seine Individualisierbarkeit für viele mechanische Belastungsarten geeig-net. Die SFB kann z. B. gut sowohl in der Fein- als auch Fahrwerksmechanik Anwendung finden.

Körpernahe Bereiche Durch ihre leichte Härtenverstellbarkeit und das geringe Gewicht ist die Feder auch für Möbel oder Lattenroste interessant. Eine zusätzliche positive Eigenschaft ist die Lebensmittelechtheit des Federmate-rials.

Gütertransporte – Gerade schwere Lasten erfordern massive und dadurch schwere Federelemente. LKW-Anhän-ger oder auch Güterwaggons könnten durch Schneckenblattfedern deutlich leichter werden und zudem ihre Fede-rung der jeweiligen Last anpassen. Dies würde den Kraftstoffverbrauch sowie den Geräuschpegel auf Schiene und Straße signifikant senken.

Einsatzfelder

Rollstühle

Aktivrollstuhl-Konzept „CaRo“: Die abgefederte Sitzfläche wird von einer Schneckenblattfeder gedämpft. www.michel-produkt-design.de

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Die Sattelstütze C-Light bietet bei ge-ringem Gewicht die Möglichkeit, auch während der Fahrt die Dämpfung an die jeweilige Fahrbahnbeschaffenheit anzupassen.

Schwingungsdämpfer kommen oft in sensiblen Bereichen vor oder werden für starke Lasten eingesetzt. Hier bietet die SBF eine leichte, langlebige und individuell anpassbare Lösung.

Heiß? / Hochtemperatur BereicheBei Verwendung von kohlenstoff-faserverstärktem Kohlenstoff (CFC) wird die Feder zum einzigen härten-verstellbaren Schwingungsdämpfer, der Temperaturen von bis zu 1800°C aushält.

Warum lässt sich der Härtegrad eines Lattenrostes nicht einstellen, wenn man drauf liegt?

Bei diesem Lattenrost-Konzept kann die Härte jeder einzelnen Schnecken-blattfeder bequem verstellt werden – und das auch, während sie auf dem Bett liegen. Das Lattenrost ist in 8 Quer sowie 20 Längszonen aufgeteilt.* Dies ermög-licht gezielte Prävention von Rückenleiden ebenso wie ange-passtes Liegen bei bestehenden Problemen.

Lattenrost

Sattelstütze

Schwingungsdämpfer

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ArretierungenEine Vielzahl von Möglichkeiten zur Arretierung der Feder steht zur Verfü-gung, wobei lediglich ein paar Beson-derheiten beachtet werden müssen.

Wie fast alle Faserverbundbauteile lässt sich die Feder nicht direkt verschrau-ben, ohne hierbei Schaden zu nehmen. Zur Befestigung eignen sich Klemmen (zur Fixierung), Rollen oder Gleitlager (bewegliche Lagerung) am Besten.Je nach Arretierungsmethode verläuft der Federweg linea oder nicht-linea (s. Abb. unten). Für einen linearen Federweg müssen die Drehkräfte an einem Ende der Feder über eine Rolle oder ein Gleit-lager abgeleitet werden. Nicht-lineare Federwege lassen sich dank der Faser-verbundbauweise in ihrer Verformungs-richtung (links o. rechts) gezielt planen

Die hier exemplarisch gezeigten Arretierungen sind lediglich Beispiele, die die Grundprinzipien der möglichen Arretierungen verdeutlichen sollen

Für einen nicht-linearen Federweg müssen beide Enden der Feder fixiert werden.

Für einen linearen Federweg muss das obere Ende der Feder auf einer Rolle o. einem Gleitlager gelagert sein.

LinearNicht Linear

Alle Tests wurden mit einem Gleitlager durchgeführt.

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Eine Möglichkeit der werkzeugfreien Härtenverstellung bietet die Feder mit einem auf der Innenseite einlaminier-ten Zahnriemen, der eine Verstellung durch ein Zahnrad ermöglicht. Hierzu muss die Feder am oberen oder unteren Ende auf mindestens einer Rolle gelagert sein.

Verstellbar

Wenn die Härtenverstellbarkeit nach dem Einbau der Feder nur eine unter-geordnete Rolle spielt, kann die Feder einfach über eine Pressung fixiert werden. Im nebenstehenden Beispiel wird die Feder über zwei Schrauben fest gepresst.

Fixiert

Wenn es die Anwendung ermöglicht, lässt sich die Feder einfach über zwei Aussparungen in ein Profil eindrehen und ist so einfach manuell in ihrer Härte einstellbar. Meist ist jedoch eine zweite Fixierung gegen die eige-nen Drehkräfte der Feder nötig.

Halb-fixiert

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