[發明專利]一種纖維復合材料板式彈簧及其制造工藝

有效

• 申請號: 201210057531.5
• 申請日: 2012-03-06
• 公開（公告）號: CN102537165A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 李再柯;吳輝;曾竟成;潘藝;姜其斌;王甲世;王春花
• 申請（專利權）人: 株洲時代新材料科技股份有限公司
• 主分類號: F16F1/368
• 分類號: F16F1/368;B29C70/34;B29C70/54
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明

技術領域

本發明涉及板式彈簧技術領域，特別涉及一種纖維復合材料板式彈簧及其制造工藝。

背景技術

板式彈簧為不少于1片的彈簧鋼疊加組合而成的板狀彈簧，依靠板與板之間的摩擦力而具有較高的緩沖和減振性能，多用于汽車懸架的減震，被廣泛應用于各種車輛，如商用車(客車、貨車等)、越野車及軌道車輛等。

長久以來，彈簧鋼制成的板式彈簧已廣為人知。彈簧鋼制板式彈簧的制造成本較為低廉，并具有較好的車輛減震效果，但該板式彈簧自重大且“安全斷裂性”差，直接導致燃料消耗的增加及安全性能下降。

目前，同樣廣為人知的還有纖維復合材料制成的板式彈簧。從上世紀八十年代開始，纖維復合材料板式彈簧得到了廣泛應用。與同類鋼制板式彈簧相比，纖維復合材料板式彈簧具有重量輕、彈性應變大、比應變能高、疲勞壽命長及“安全斷裂性”好的特點。

纖維復合材料板式彈簧主要由合成樹脂浸漬的玻璃纖維或碳纖維制成。目前，大多數纖維復合材料制成的板式彈簧在結構上可分為吊耳式與無吊耳式兩類。吊耳式板式彈簧通常在板式彈簧的端部設計帶有開口的鉤環，用于容納板式彈簧固定在汽車底盤上的銷栓。吊耳式板式彈簧主要通過結構上耗費的壓模或成型后的切開鉆孔來實現。無吊耳式板式彈簧主要通過扣件或夾具與汽車底盤進行連接固定。纖維復合材料板式彈簧通常通過板式彈簧成型前或成型后的端部段斜切制成，即在板式彈簧硬化后切成各式相應的形狀。

公開號為EP?0489304的歐洲專利公開了一種纖維復合材料制成的板式彈簧，該板簧為弓形結構，軸線端部段設有將板式彈簧連接或固定在汽車底盤的吊耳，該吊耳通過端部段的一個孔洞與板簧銜接。在該板式彈簧中，端部的孔洞采用切開纖維進行結構開口或鉆孔實現。該板簧的端部孔洞處在外界荷載下往往引起周圍區域的應力集中，從而降低板簧的強度，極易引發沖孔處裂紋的出現。

公開號為DE?102004010768的德國專利公開了一種由纖維復合材料制成的板式彈簧。該板式彈簧由等厚的中央縱向段與軸向端部段組成，其中軸向端部段在寬度上逐漸變細，并且其纖維不間斷地從板簧一端部延伸到另一端部。該方案將軸向端部樹脂浸漬的纖維層設計成V形結構，通過擠壓、合攏、固化，制成端部段，替代了板式彈簧在其軸向端部段的斜切或修剪工序。該板簧避免了端部斜切或修剪引發的層間開裂，但由于端部V形擠壓區的纖維無法充分地縱向定向延伸，造成纖維折曲，大大降低了板式彈簧的載荷能力。

如何克服纖維復合材料板式彈簧由于端部沖孔或斜切而導致的裂紋缺陷及纖維折曲的現象，稱為本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種纖維復合材料板式彈簧，以克服纖維復合材料板式彈簧由于端部沖孔或斜切而導致的裂紋缺陷及纖維折曲的現象。

本發明的另一目的在于提供一種制造上述纖維復合材料板式彈簧的克服纖維復合材料板式彈簧由于端部沖孔或斜切而導致的裂紋缺陷及纖維折曲的現象的制造工藝。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種纖維復合材料板式彈簧，包括：

板式彈簧本體，由一中央矩形段及位于所述中央矩形段兩端的兩個端部段組成，所述端部段的寬度向遠離所述中央矩形段的方向逐漸變窄；

板式彈簧加強層，所述板式彈簧加強層與所述板式彈簧本體的材質相同，包括覆設于所述板式彈簧本體的上表面或下表面的加強層本體，和位于所述加強層本體兩側的增強段，所述增強段的寬度不小于所述板式彈簧本體的厚度，長度不小于所述板式彈簧本體側面的長度，所述增強段覆設于所述板式彈簧本體的兩側。

優選地，在上述纖維復合材料板式彈簧中，所述板式彈簧本體由預制的多個第一預浸料層以疊加鋪設的形式置于模具內壓制而成。

優選地，在上述纖維復合材料板式彈簧中，所述第一預浸料層由與所述中央矩形段形狀相同的第一中間段及與所述端部段形狀相同的第一斜切段構成。

優選地，在上述纖維復合材料板式彈簧中，所述板式彈簧加強層由預制的至少一個第二預浸料層以疊加鋪設的形式壓制于所述板式彈簧本體上。

優選地，在上述纖維復合材料板式彈簧中，所述第二預浸料層由與所述中央矩形段形狀相同的第二中間段、與所述端部段形狀相同的第二斜切段及所述增強段構成，所述增強段與所述第二中間段為一體式結構。

優選地，在上述纖維復合材料板式彈簧中，所述增強段外伸于所述第二中間段部分的長度與所述第二斜切段的斜邊長度相等。

一種纖維復合材料板式彈簧的制造工藝，包括步驟：