(57)【要約】組み立てられた状態で繊維複合材構造要素（１；１’；１”）の挟持領域（１．１，１．２）をクランプ式に収容するための収容領域を形成する第１の緊張要素（６；６’）と、この第１の緊張要素と固定手段（１１，１２）を介して結合可能な第２の緊張要素（７；７’）とを有する、少なくとも１つの延長された繊維複合材構造要素（１；１’；１”）、特に繊維複合材材料から成るバネ及び／又はガイド要素、を挟持するための装置であって、第１の緊張要素（６；６’）が、少なくとも１つの第１のクランプ部分（２）を備え、第２の緊張要素（７，７’）が、組み立てられた状態で繊維複合材構造要素（１；１’；１”）をクランプするためにこの第１のクランプ部分（２）に付設される少なくとも１つの第２のクランプ部分（３）を備え、その際、第１及び第２の緊張要素（６，７；６’、７’）は、繊維複合材構造要素（１；１’；１”）が組み立てられた状態で所定のクランプ力で第１と第２のクランプ部分（２，３）の間にクランプされているように形成されている装置。
2005538317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組み立てられた状態で繊維複合材構造要素（１；１’；１”）の挟持領域（１．１，１．２）をクランプ式に収容するための収容領域を形成する第１の緊張要素（６；６’）と、この第１の緊張要素と固定手段（１１，１２）を介して結合可能な第２の緊張要素（７；７’）とを有する、少なくとも１つの延長された繊維複合材構造要素（１；１’；１”）、特に繊維複合材材料から成るバネ及び／又はガイド要素、を挟持するための装置において、
第１の緊張要素（６；６’）が、少なくとも１つの第１のクランプ部分（２）を備え、第２の緊張要素（７，７’）が、組み立てられた状態で繊維複合材構造要素（１；１’；１”）をクランプするためにこの第１のクランプ部分（２）に付設される少なくとも１つの第２のクランプ部分（３）を備え、その際、第１及び第２の緊張要素（６，７；６’、７’）は、繊維複合材構造要素（１；１’；１”）が組み立てられた状態で所定のクランプ力で第１と第２のクランプ部分（２，３）の間にクランプされているように形成されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
第１の緊張要素（６；６’）が、少なくとも１つの第３のクランプ部分（４）を備え、第２の緊張要素（７；７’）が、組み立てられた状態で繊維複合材構造要素（１；１’；１”）をクランプするためにこの第３のクランプ部分（４）に付設される少なくとも１つの第４のクランプ部分（５）を備え、その際、第１及び第２の緊張要素（６，７；６’，７’）は、繊維複合材構造要素（１；１’；１”）が組み立てられた状態で所定のクランプ力で第３と第４のクランプ部分（４，５）の間にクランプされているように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
第１の緊張要素（６；６’）が、少なくとも１つの第１のストッパを、第２の緊張要素（７，７’）が、少なくとも１つの第２のストッパを備え、これらのストッパは、組み立てられた状態で、繊維複合材構造要素（１；１’；１”）が組み立てられた状態で所定の第１のクランプ力で第１と第２のクランプ部分（２，３）の間に、及び／又は所定の第２のクランプ力で第３と第４のクランプ部分（４，５）の間にクランプされるように互いに協働することを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
ストッパにより、組み立てられた状態で、第１と第２のクランプ部分（２，３）の間に一定の第１の間隔が設けられている、及び／又は第３と第４のクランプ部分（４，５）の間に一定の第２の間隔が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
緊張要素（６，７；６’，７’）の少なくとも１つが、第１及び第２の脚部（８．１，８．２，９．１，９．２）を有するＵ字形に形成されており、その際、脚端部の領域に、他の緊張要素（６，７；６’，７’）のためのストッパが形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の装置。
【請求項６】
少なくとも１つのクランプ部分（２，３，４，５）が、緊張要素（６，７；６’，７’）における突出部の様式に従って形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の装置。
【請求項７】
少なくとも１つのクランプ部分（２，３，４，５）が、繊維複合材構造要素（１；１’；１”）との協働のために設けられた摩耗防護物（１０）、特に摩耗防護層、を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の装置。
【請求項８】
少なくとも１つのクランプ部分（２，３，４，５）が、取外し可能に緊張要素と結合されたクランプ要素（２．１，３．１，４．１，５．１）によって構成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の装置。
【請求項９】
クランプ要素（２．１，３．１，４．１，５．１）が、金属−合成物質複合材、特に金属−ゴム複合材、を有することを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
緊張要素（６，７；６’，７’）が、クランプ要素（２．１，３．１，４．１，５．１）を収容するための切欠き部（６．１，６．２，７．１，７．２）を備えることを特徴とする請求項８又は９に記載の装置。
【請求項１１】
繊維複合材構造要素（１；１’；１”）に作用する横断方向及び／又は縦断方向の力を吸収するために、形状一体的結合部（１１）が設けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１２】
繊維複合材構造要素（１；１’；１”）に作用する横断方向及び／又は縦断方向の力を吸収するために、形状一体的結合部として、少なくとも１つの剪断ブッシュ（１１）が設けられており、この剪断ブッシュが、組み立てられた状態で、第１の緊張要素（６）における第１の切欠き部（６．３）及び第２の緊張要素（７）における第２の切欠き部（７．３）内に位置し、その際、この剪断ブッシュは、繊維複合材構造要素（１；１”）における第３の切欠き部（１．６；１．６”）を経て延在することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１３】
少なくとも１つの固定手段（１２）、特に締付けネジ、が、剪断ブッシュ（１１）を貫通して案内するために設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
剪断ブッシュ（１１）が、組み立てられた状態でクランプ部分（２，３，４，５）の領域内に配設されていることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の装置。
【請求項１５】
請求項１１〜１４のいずれか１つに記載の装置と協働するための挟持領域を有する繊維複合材構造要素において、
形状一体的結合部（１１）の領域内に位置する挟持領域の少なくとも１つの第１の部分（１．５；１．５”）が、クロスジョインの様式に従って形成されていることを特徴とする繊維複合材構造要素。
【請求項１６】
この繊維複合材構造要素が、区画（１．３，１．４；１．３”）内に少なくとも１つの一方向の繊維層を有することを特徴とする請求項１５に記載の繊維複合材構造要素。
【請求項１７】
区画（１．３，１．４；１．３”）が、挟持領域の第１の部分（１．５；１．５”）に隣接する挟持領域の少なくとも１つの第２の部分にわたって延在することを特徴とする請求項１６に記載の繊維複合材構造要素。
【請求項１８】
この繊維複合材構造要素が、挟持領域の第１の部分（１．５；１．５”）内に第３の切欠き部（１．６；１．６”）、特に剪断ブッシュ（１１）を収容するための第３の切欠き部、を備えることを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか１つに記載の繊維複合材構造要素。
【請求項１９】
この繊維複合材構造要素が、ガラス繊維及び／又は炭素繊維及び／又はケブラー繊維及び／又はボロン繊維及び／又は合成繊維を有することを特徴とする請求項１５〜１８のいずれか１つに記載の繊維複合材構造要素。
【請求項２０】
この繊維複合材構造要素が、バネ、特に板バネ、又は車両、特に鉄道車両、のサポート又はリンクの一部分であることを特徴とする請求項１５〜１９のいずれか１つに記載の繊維複合材構造要素。
【請求項２１】
請求項１〜１４のいずれか１つに記載の装置とこの装置によって保持される請求項１５〜２０のいずれか１つに記載の繊維複合材構造要素（１；１’；１”）を有する配設。
【請求項２２】
繊維複合材構造要素（１；１’；１”）が、剪断ブッシュ（１１）を収容するための第３の切欠き部（１．６；１．６”）を備え、剪断ブッシュ（１１）が、第１、第２又は第３の切欠き部（６．３，７．３，１．６；１．６”）の壁部の少なくとも１つに締まりバメで当接することを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれか１つに記載の装置とこの装置によって保持される請求項１５〜２０のいずれか１つに記載の繊維複合材構造要素（１；１’；１”）を有する配設。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組み立てられた状態で繊維複合材構造要素の挟持領域をクランプ式に収容するための収容領域を形成する第１の緊張要素と、この第１の緊張要素と固定手段を介して結合可能な第２の緊張要素とを有する、少なくとも１つの延長された繊維複合材構造要素、特に繊維複合材材料から成るバネ及び／又はガイド要素、を挟持するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両及び路上走行車両の移動機構の範囲では、同時にホイールガイドの課題を担うことができる繊維複合材材料から成るバネ成分が使用される。この場合、基本的に、以下ではＦＶＫ成分とも呼ばれるこれらの繊維複合材構造要素を結合する場合には、軸受ケース又は支持構造体のような移動機構の金属の構造体にモーメント及び力を伝達することが問題である。
【０００３】
ＦＶＫ成分が、相応に形成されたフランジを介してクランプされる複数の解決策が公知である。これらの解決策は、その際、本質的に車両のサスペンションのために使用される。ホイールガイドのために、大抵は、特に車両の長手方向に配設された付加的なリンクが必要である。更に、クランプされる領域内の予緊張力がクリープ及び応力緩和工程によって低減されることが欠点である。
【０００４】
特許文献１には、鉄道車両のための走行機構が記載されている。この場合、それぞれ繊維補強された合成物質渦巻バネの配設の対になっている端部は、これらが移動方向に生じる衝撃及び振動を、長手方向には比較的剛性の高い渦巻バネを介して減衰されて移動機構フレームに伝達できるようにするために、付属のホイール軸受ケースに沿って又はその内部で、旋回ピン又はゴム弾性要素によって渦巻バネとホイール軸受の間で相対運動可能にリンク式に支承されている。このような構造は、いずれの場合でも適用可能ではなく、特に、ＦＶＫ構造様式のバネ及び／又はガイド要素の強固な結合が相応の固定点において必要である場合には可能でない。
【０００５】
ある実施形では、ホイール軸受が渦巻バネの付属の端部と直接かつ非弾性的に結合されている。ここでは、クリープ及び応力緩和工程によってクランプされた領域内の予緊張力が低下するという既に上で述べた問題が生じる。
【０００６】
特許文献２には、その車軸がバネ板車軸ガイドによって縦断方向及び横断方向に弾性的に案内される鉄道車両のボギー台車のための車軸ガイドが開示されており、これらバネ板車軸ガイドは、バネ板状の形を備え、繊維複合材材料から成る基本ボディから構成されており、その両端部は、車両もしくはボギー台車のフレーム及び車軸軸受ケースに大面積で挟持されている。この場合、全長に比べて短い基本ボディの横断面領域は、挟持領域の近傍の両側では、中心領域の横断面と比べて厚さを縮小されて構成されており、従って、フィルムヒンジと比較可能な作用が得られる。
【０００７】
特許文献３，４，５及び６は、それぞれ鉄道車両のためのボギー台車に関係しており、ここでも、ＦＶＫ構造様式で製造されたボギー台車フレームの大面積のクランプ式の支承部が設けられている。
【０００８】
特許文献７には、自動車におけるホイールサスペンションが記載されている。この場合は、板バネとして形成された繊維複合材材料から成るリンクのバネ脚部の自由端が、それぞれ比較的大きな面積のクランププレートによってリンクに固定の軸受部分とネジ固定によって結合されている。ここでも、クリープ及び応力緩和工程によってクランプされた領域内の予緊張力が低下するという既に上で述べた問題が生じる。
【０００９】
特許文献８には、本質的に統一的な縦長のバネ体と、このバネ体の端部並びにこの端部の間にある固定装置とを有する繊維複合材材料から成る板バネが開示されており、この固定装置は、少なくとも１つの金属の力導入要素を備え、この力導入要素は、中間層を含めて向かい合って位置するバネ体の面上に配設されている。この場合、中間層は、鋳造可能な合成物質から成り、その形成中には、力導入要素とバネ体とを形状及び材料一体的に互いに結合する。
【００１０】
特許文献９には、少なくとも１つのバネ端部にあるバネ巻き終わり体とクランプ要素とを有する繊維複合材材料から成る板バネが記載されており、クランプ要素は、バネ巻き終わり体に巻き付き、終端部分を備え、これらの終端部分は、バネ端部の相応の面に当接し、固定手段によってこの面に保持される。この場合、クランプ要素及びバネ端部の一方又は両方の終端部分の相並んで位置する面は、全体的に平坦でなく、少なくともほぼ互いに相補的に形成されている。
【００１１】
特許文献１０には、商用車におけるフレーム側に固定された繊維複合材材料から成る板バネと二重車軸ユニットにおける車軸もしくは自在軸受の結合が記載されている。バネの力一体的な収容をするために、少なくとも１つの面内で分割されているハウジングが設けられている。内側のハウジング壁とバネの間には、少なくとも２つのゴム又はエラストマ−金属要素が配設されている。
【００１２】
特許文献１１には、中央固定部の領域内で車軸と形状一体的に結合されている繊維複合材材料から成る板バネが開示されており、本質的に、バネ層と車軸の間の全接触面は、形状一体的結合部として形成されている。特に、バネ層の車軸の方に向いた側は、複数の横断方向リブを備え、これらの横断方向リブは、車軸の当接面の対応する横断方向溝に係合する。
【００１３】
繊維複合材材料から成る構成要素のクランプ式に構成された多少費用のかかる全ての保持部において欠点であるのは、クランプされた領域内の予緊張力が、クリープ及び応力緩和工程によって低減されることである。これにより、結合部の強度は、場合によっては著しく低減される。
【特許文献１】独国特許第１９７  ３１  ８６７号明細書
【特許文献２】独国特許第４２  ０７  ４０５号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第２９  ５２  １８２号明細書
【特許文献４】独国特許第３６  １２  ７９７号明細書
【特許文献５】独国特許第３９  ３０  ８７３号明細書
【特許文献６】独国特許第３９  ３０  ８７５号明細書
【特許文献７】独国特許出願公開第１９９  ３３  ４３２号明細書
【特許文献８】独国特許出願公開第３９  ３５  ７９５号明細書
【特許文献９】独国特許出願公開第３９  ２０  ９２６号明細書
【特許文献１０】独国特許出願公開第３８  ４１  ８４６号明細書
【特許文献１１】独国特許出願公開第３４  １５  １２５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の課題は、従来技術の前記の欠点を排除し、特に、確実な狭持において改善された力及びモーメントの伝達を可能にする繊維結合材構造様式のバネ及び／又はガイド要素を狭持するための装置を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この課題は、請求項１の上位概念による装置から出発して、請求項１を特徴付ける部分に記載された特徴によって解決される。
【００１６】
本発明の基本にある技術的な教えは、第１の緊張要素が、少なくとも１つの第１のクランプ部分を備え、第２の緊張要素が、組み立てられた状態で繊維複合材構造要素をクランプするためにこの第１のクランプ部分に付設される少なくとも１つの第２のクランプ部分を備え、その際、第１及び第２の緊張要素は、繊維複合材構造要素が組み立てられた状態で所定のクランプ力で第１と第２のクランプ部分の間にクランプされているように形成されている場合に、繊維複合材構造要素に対して特に確実かつ一定な力及びモーメントの導入が得られることである。
【００１７】
これにより、有利な方法で、一定の予緊張力が、またこれにより繊維複合材構造要素の一定の狭持作用が得られ、この狭持作用は、更にまた両方の緊張要素の間の結合に対して不利に作用し、これら緊張要素を解放することができる、一定でないクリープ又は応力緩和工程による結合部の望まれない緩和が何ら生じないように設計することができる。
【００１８】
特に、この場合、繊維複合材構造要素に加えられる予緊張力が、比較的僅かにしか損失せず、従って、繊維複合材構造要素の無負荷の状態で、取るに足らないクリープ又は応力緩和工程が生じるように構成することができる。こうした場合、予緊張力は、配設の結合が無負荷の状態で保証されているような大きさであるに過ぎない。こうした場合、無負荷の状態では、固定は、負荷から結果として生じる緊張要素の領域内の力によって保証することができる。
【００１９】
繊維複合材構造要素に対する有利な曲げモーメントの導入を得るために、互いに２つの第１及び第２の緊張要素から成る対を相応に付設することができる。しかしながらこのため、本発明による装置の好ましい変形例の場合、第１の緊張要素が、少なくとも１つの第３のクランプ部分を備え、第２の緊張要素が、組み立てられた状態で繊維複合材構造要素をクランプするためにこの第３のクランプ部分に付設される少なくとも１つの第４のクランプ部分を備えるように構成されている。この場合、第１及び第２の緊張要素は、繊維複合材構造要素が組み立てられた状態でそれぞれ所定のクランプ力で第３と第４のクランプ部分の間にクランプされているように形成されている。
【００２０】
繊維複合材構造要素に対して一定の予緊張力を得るために、好ましくは、第１の緊張要素が、少なくとも１つの第１のストッパを、第２の緊張要素が、少なくとも１つの第２のストッパを備え、これらのストッパは、組み立てられた状態で、繊維複合材構造要素が組み立てられた状態で所定の第１のクランプ力で第１と第２のクランプ部分の間に、及び／又は所定の第２のクランプ力で第３と第４のクランプ部分の間にクランプされるように互いに協働するように構成されている。この場合、これらのストッパは、有利な方法で、その持続的な結合を保証する一定の調整可能な予緊張力も緊張要素の間に作用することを保証する。この場合、繊維複合材構造要素の領域内のクリープ又は応力緩和工程は、緊張要素の間の予緊張に対して挙げるに値する影響を与えることに導くことがない。
【００２１】
好ましいことに、ストッパにより、組み立てられた状態で、第１と第２のクランプ部分の間に一定の第１の間隔が設けられている。この場合、付加的又は選択的に、第３と第４のクランプ部分の間に一定の第２の間隔が設けられている。この場合、繊維複合材構造要素の狭持領域の既知の寸法及びストッパが相手側に当接する際に生じるクランプ部分もしくは繊維複合材構造要素の領域内の変形によって、有利な方法で比較的正確に一定の予緊張力が生じる。
【００２２】
緊張要素は、基本的に任意に形成することができる。本発明の特に簡単に形成された変形例は、緊張要素の少なくとも１つが、第１及び第２の脚部を有するＵ字形に形成されており、その際、脚端部の領域に、他の緊張要素のためのストッパが形成されていることによって際立っている。
【００２３】
クランプ部分は、基本的に、同様に任意の適当な方法で形成することができる。特に良好に限定された予緊張力を有する本発明による装置の特に有利な変形例の場合、少なくとも１つのクランプ部分は、緊張要素における突出部の様式に従って形成されている。この場合、クランプ部分は、例えば突起状に形成されていてもよい。
【００２４】
繊維複合材の切欠き部の負荷をできるだけ僅かに保つため、本発明による装置の有利な発展構成の場合、少なくとも１つのクランプ部分は、繊維複合材構造要素との協働のために設けられた摩耗防護物を備える。これは、特に摩耗防護層とすることができる。
【００２５】
簡単に期待できるので好ましい本発明による装置の変形例の場合、少なくとも１つのクランプ部分が、取外し可能に緊張要素と結合されたクランプ要素によって構成されている。クランプ要素は、好ましくは、金属−合成物質複合材、特に金属−ゴム複合材、を有する。更に好ましいことに、緊張要素は、簡単な方法で一定に保つために、クランプ要素を収容するための切欠き部を備える。
【００２６】
本発明による装置の有利な発展構成は、繊維複合材構造要素に作用する横断方向及び／又は縦断方向の力を吸収するために、形状一体的結合部が設けられていることによって際立っている。この変形例の場合、力もしくはモーメントの導入に関する機能の分離によって、特に有利な負荷の分配が得られる。
【００２７】
本発明による装置の特に有利で高負荷可能な変形例の場合、繊維複合材構造要素に作用する横断方向及び／又は縦断方向の力を吸収するために、形状一体的結合部として、少なくとも１つの剪断ブッシュが設けられており、この剪断ブッシュは、組み立てられた状態で、第１の緊張要素における第１の切欠き部及び第２の緊張要素における第２の切欠き部内に位置する。この場合、この剪断ブッシュは、繊維複合材構造要素における第３の切欠き部を経て延在する。
【００２８】
両方の緊張要素は、基本的に任意の方法で互いに結合することができる。特に簡単に構成されるので好ましい本発明による装置の変形例の場合、少なくとも１つの固定手段、特に締付けネジ、は、剪断ブッシュを貫通して案内するために設けられている。付加的に、両方の緊張要素が故意ではなく互いに解離することを防止するもう１つの浮揚防止装置が設けられていてもよい。
【００２９】
特にコンパクトな狭持部は、剪断ブッシュが、組み立てられた状態でクランプ部分の領域内に配設されている場合に得られる。
【００３０】
本発明は、更に、本発明による狭持のための装置と協働するための狭持領域を有する繊維複合材構造要素に関する。この場合、本発明によれば、形状一体的結合部の領域内に位置する挟持領域の少なくとも１つの第１の部分が、クロスジョインの様式に従って形成されているように構成されている。クロスジョインによって、有利な方法で、この領域への大きな力及びモーメントの導入が可能にされる。特に、このようなクロスジョインは、僅かな切欠き部の感度によって際立っている。
【００３１】
本発明による繊維複合材構造要素の特に高負荷可能な変形例の場合、この繊維複合材構造要素は、区画内に少なくとも１つの一方向の繊維層を有するように構成されている。好ましいことに、区画は、挟持領域の第１の部分に隣接する挟持領域の少なくとも１つの第２の部分にわたって延在する。
【００３２】
本発明による繊維複合材構造要素の好ましい変形例は、挟持領域の高負荷可能な第１の部分内に第３の切欠き部、特に剪断ブッシュを収容するための第３の切欠き部、を備える。これにより、特に大きな力を繊維複合材構造要素に導入できることが保証されている。
【００３３】
本発明による繊維複合材構造要素は、基本的に、このような繊維複合材構造要素のために通常使用される１つ又は複数の材料を有することができる。好ましいことに、この繊維複合材構造要素は、ガラス繊維、炭素繊維、ケブラー繊維、ボロン繊維、合成繊維、又はこれらの繊維の任意の組み合わせを有する。マトリックス材料として、好ましくは適当な熱硬化性又は熱可塑性の樹脂が使用される。好ましくは、ビニルエステル樹脂（ＶＥ）又はエポキシ樹脂（ＥＰ）が使用される。
【００３４】
本発明による繊維複合材構造要素は、任意に応用するために形成することができる。特に有利なことに、繊維複合材構造要素は、車両構造内に使用することができる。この場合、好ましいことに、この繊維複合材構造要素は、バネ、特に板バネ、として、又は車両のサポート又はリンクの一部分として使用される。車両とは、特に鉄道車両とすることができる。
【００３５】
更に、本発明は、本発明による装置とこの装置によって保持される本発明による繊維複合材構造要素を有する配設に関する。何故なら、これにより、上で述べたこれら両方の構成要素の利点は補足されるからである。
【００３６】
分配される力の導入による特に有利な構成は、繊維複合材構造要素が、剪断ブッシュを収容するための第３の切欠き部を備え、剪断ブッシュが、第１、第２又は第３の切欠き部の壁部の少なくとも１つに締まりバメで当接する本発明による配設の好ましい変形例の場合に得られる。これにより、直ちに個々の構成要素の崩壊が生じることなく狭持作用を緩和することを可能にするもう１つの一定の部品の互いの固定部が得られる。これは、特に、交換可能なクランプ要素を有する上記の変形例の場合に有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明の別の好ましい形成は、下位の請求項、もしくは添付図に関連させた好ましい実施例の後置の説明から得られる。
【００３８】
図１〜４は、鉄道車両の移動機構のための板バネ１の形の本発明による繊維複合材構造要素を挟持するための本発明による装置から成る本発明による配設の好ましい実施例を経る断面図を示す。
【００３９】
図１及び２から分かるように、板バネ１の支承もしくは挟持は、第１のクランプ部分２、第２のクランプ部分３、第３のクランプ部分４、及び第４のクランプ部分５を構成する４つの面を有するように突出部の様式に従って形成された突起の間で行なわれる。数ミリメートルの高さを備えるこれらの突起のそれぞれ２つは、互いにその挟持領域１．１及び１．２の領域内で板バネ１をクランプするために付設されている。従って、第１のクランプ部分２と第２のクランプ部分３は、第３のクランプ部分４と第４のクランプ部分５と同様に上下に配設されている。
【００４０】
第１及び第３のクランプ部分２及び４は、第１の緊張要素６に配設されているのに対して、第２及び第４のクランプ部分３及び５は、第２の緊張要素７に配設されている。突出部の様式に従ってそれぞれの緊張要素に形成されたクランプ部分２，３，４及び５は、それぞれ取外し可能にそれぞれの緊張要素６もしくは７と結合されたクランプ要素２．１，３．１，４．１及び５．１として形成されている。クランプ要素２．１及び４．１は、それぞれ取外し可能に第１の緊張要素６の割り当てられた切欠き部６．１もしくは６．２内に配設されているのに対して、クランプ要素３．１及び５．１は、それぞれ取外し可能に第２の緊張要素７の割り当てられた切欠き部７．１もしくは７．２内に配設されている。
【００４１】
取外し可能なクランプ要素による前記の形成によって、クランプ要素の交換による配設の簡単な整備もしくは修理が可能である。しかしながら、本発明の他の変形例におけるクランプ部分が、それぞれの緊張要素と一体的に形成されていてもよいことは当然である。
【００４２】
挟持部の上の部分を構成する第１の緊張要素６と挟持部の下の部分を構成する第２の緊張要素７は、脚部８．１及び８．２もしくは９．１及び９．２を有するＵ字形に形成されている。
【００４３】
脚部８．１，８．２，９．１及び９．２の端部には、ストッパ面の形の第１もしくは第２のストッパが設けられており、これらのストッパの領域内で、脚部８．１と９．１並びに８．２と９．２が組み立てられた状態で接触する。
【００４４】
板バネ１と突起２，３，４及び５の間に、それぞれ１つの磨耗防護層１０が配設されており、この磨耗防護層は、取外し可能なクランプ要素２．１，３．１，４．１及び５．１による形成のおかげで、更に以下でより詳細に説明するように、挟持部を解体することなく磨耗防護層を交換できるように形成されている。
【００４５】
磨耗防護層１０は、その厚さが約２ｍｍである例えば充填されたエラストマのような耐磨耗性の粘塑性の材料である。磨耗防護層１０は、それぞれのクランプ要素２．１，３．１，４．１もしくは５．１の金属ボディ上に配設されている。従って、それぞれのクランプ要素は、金属−合成物質複合材として形成されており、これにより、十分な形状安定性及び簡単な交換可能性が保証されている。
【００４６】
図１〜３から分かるように、板バネ１は、一方向の繊維層を有する２つの個別バネ１．３及び１．４から成る。挟持領域１．１及び１．２の領域内で、それぞれの挟持領域１．１もしくは１．２の第１の部分の上に、個別バネ１．３及び１．４の間のブリッジ１．５の形のクロスジョインの様式に従って形成された結合部が設けられている。
【００４７】
図２及び３から分かるように、ブリッジ１．５の領域に、剪断ブッシュ１１が配設されており、この剪断ブッシュを介して、横断方向及び縦断方向の力を吸収するための形状一体的結合部が実現されている。この場合、それぞれの剪断ブッシュ１１は、第１の緊張要素６の第１の切欠き部６．３、第２の緊張要素７の第２の切欠き部７．３、及び板バネ１の第３の切欠き部１．６を経て延在する。
【００４８】
２つの剪断ブッシュ１１がブリッジ１．５との結合部において、即ち横断方向及び縦断方向の力を吸収するのに対して、車両重量から結果として生じる曲げモーメントは、力の対として突起２〜５を介して導入される。
【００４９】
第１の緊張要素６と第２の緊張要素７の間の結合は、ネジ１２を介して行なわれ、その際、それぞれ１つのネジ１２は、剪断ブッシュ１１を経て延在する。
【００５０】
脚部８．１，８．２，９．１及び９．２の高さを介して、第１と第２のクランプ部分２と３の間、並びに第３と第４のクランプ部分４と５の間に一定の間隔が設けられている。これにより、組み立てられた状態で、一定の予緊張力が板バネ１に作用することが保証されている。更に、ストッパによって、本質的にこれに依存せずにネジ止め１２によって金属から成る両方の緊張要素６及び７の間に同様に強度を設定する一定の予緊張力が作用することが保証されている。板バネ１には、両方の緊張要素６及び７の予緊張のために比較的小さい予緊張力しか作用しない。従って、ネジ止めの予緊張力は、挙げるに値する時間に依存したいかなるクリープ又は応力緩和工程にもさらされていない。
【００５１】
図４から分かるように、クランプ要素２．１は、開口部１３を備え、この開口部を経て、締まりバメで第１、第２及び第３の切欠き部６．３，７．３及び１．６に当接する剪断ブッシュ１１が延在する。クランプ要素２．１を交換するために、ネジ１２は取り外すことができ、緊張要素６及び７は、クランプ要素２．１が付属の切欠き部６．１から矢印１４の方向に取り出せるまでに互いに離すことができる。この場合、剪断ブッシュ１１と隣接する部分の間の締まりバメは、有利な方法で解除する必要がなく、これにより、交換は、特に簡単かつ快適になる。残りのクランプ要素の交換は、同様に行なわれる。
【００５２】
図５は、その基本構造が図１〜４からの基本構造と等しく、相異点にのみ立ち入るべきである本発明による配設の別の好ましい実施例を経る部分断面図を示す。
【００５３】
相違点は、この変形例の場合、浮揚防止装置１５が設けられており、この浮揚防止装置によって、緊張要素６’及び７’がネジ止め１２’を解放する際に互いに離れ、従って、繊維複合材構造要素１’がもはや保持されないということが防止される。
【００５４】
図６は、本発明による繊維複合材構造要素１”の別の好ましい実施例に対する平面図を示す。この繊維複合材構造要素は、一方向の繊維層を有する個別バネ１．３”から成る。挟持領域には、個別バネ１．３”に対して横に隣接してクロスジョインの様式に従って形成された２つの接合部１．５”が取り付けられており、この領域内に、剪断ブッシュを収容するためにそれぞれ１つの第３の切欠き部１．６”が設けられている。
【００５５】
この繊維複合材構造要素１”の固定は、上で説明した緊張と同様に行なうことができ、従って、上で述べたことの参照を指摘するにとどめる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図２内の線Ｉ−Ｉに沿って本発明による装置と本発明による繊維複合材構造要素から成る本発明による配設の好ましい実施例を経る断面図を、概略的かつ縮尺にとらわれずに示す。
【図２】図１内の線ＩＩ−ＩＩに沿って図１からの構成を経る断面図を、概略的かつ縮尺にとらわれずに示す。
【図３】図１内の方向ＩＩＩで見た構成の平面図を、概略的かつ縮尺にとらわれずに示す。
【図４】図１内の線ＩＶ−ＩＶに沿って図１からの構成を経る断面図を、概略的かつ縮尺にとらわれずに示す。
【図５】浮揚防止装置を有する本発明による配設の別の好ましい実施例を経る断面図を、概略的かつ縮尺にとらわれずに示す。
【図６】本発明による繊維複合材構造要素の別の好ましい実施例に対する平面図を、概略的かつ縮尺にとらわれずに示す。
【符号の説明】
【００５７】
１                板バネ
１．１，１．２    挟持領域
１．３，１．４    個別バネ
１．５            ブリッジ
１．６            板バネの第３の切欠き部
２                第１のクランプ部分
２．１            クランプ要素
３                第２のクランプ部分
３．１            クランプ要素
４                第３のクランプ部分
４．１            クランプ要素
５                第４のクランプ部分
５．１            クランプ要素
６                第１の緊張要素
６．１，６．２    第１の緊張要素の切欠き部
６．３            第１の緊張要素の第１の切欠き部
７                第２の緊張要素
７．１，７．２    第２の緊張要素の切欠き部
７．３            第２の緊張要素の第２の切欠き部
８．１，８．２    脚部
９．１，９．２    脚部
１０              磨耗防護層
１１              剪断ブッシュ
１２              ネジ
１３              開口部
１４              矢印
【図１】
2005538317.tif 000003
【図２】
2005538317.tif 000004
【図３】
2005538317.tif 000005
【図４】
2005538317.tif 000006
【図５】
2005538317.tif 000007
【図６】
2005538317.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成16年11月12日(2004.11.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組み立てられた状態で繊維複合材構造要素（１；１’；１”）の挟持領域（１．１，１．２）をクランプ式に収容するための収容領域を形成する第１の緊張要素（６；６’）と、この第１の緊張要素と固定手段（１１，１２）を介して結合可能な第２の緊張要素（７；７’）とを有する、少なくとも１つの延長された繊維複合材構造要素（１；１’；１”）、特に繊維複合材材料から成るバネ及び／又はガイド要素、を挟持するための装置であって、第１の緊張要素（６；６’）が、少なくとも１つの第１のクランプ部分（２）を備え、第２の緊張要素（７，７’）が、組み立てられた状態で繊維複合材構造要素（１；１’；１”）をクランプするためにこの第１のクランプ部分（２）に付設される少なくとも１つの第２のクランプ部分（３）を備え、その際、第１及び第２の緊張要素（６，７；６’、７’）は、繊維複合材構造要素（１；１’；１”）が組み立てられた状態で所定のクランプ力で第１と第２のクランプ部分（２，３）の間にクランプされているように形成されている装置において、
第１の緊張要素（６；６’）が、少なくとも１つの第３のクランプ部分（４）を備え、第２の緊張要素（７；７’）が、組み立てられた状態で繊維複合材構造要素（１；１’；１”）をクランプするためにこの第３のクランプ部分（４）に付設される少なくとも１つの第４のクランプ部分（５）を備え、その際、第１及び第２の緊張要素（６，７；６’，７’）は、繊維複合材構造要素（１；１’；１”）が組み立てられた状態で所定のクランプ力で第３と第４のクランプ部分（４，５）の間にクランプされているように形成されていること、
第１の緊張要素（６；６’）が、少なくとも１つの第１のストッパを、第２の緊張要素（７，７’）が、少なくとも１つの第２のストッパを備え、これらのストッパは、組み立てられた状態で、繊維複合材構造要素（１；１’；１”）が組み立てられた状態で所定の第１のクランプ力で第１と第２のクランプ部分（２，３）の間に、及び所定の第２のクランプ力で第３と第４のクランプ部分（４，５）の間にクランプされるように互いに協働することを特徴とする装置。
【請求項２】
ストッパにより、組み立てられた状態で、第１と第２のクランプ部分（２，３）の間に一定の第１の間隔が設けられている、及び／又は第３と第４のクランプ部分（４，５）の間に一定の第２の間隔が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
緊張要素（６，７；６’，７’）の少なくとも１つが、第１及び第２の脚部（８．１，８．２，９．１，９．２）を有するＵ字形に形成されており、その際、脚端部の領域に、他の緊張要素（６，７；６’，７’）のためのストッパが形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
少なくとも１つのクランプ部分（２，３，４，５）が、緊張要素（６，７；６’，７’）における突出部の様式に従って形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の装置。
【請求項５】
少なくとも１つのクランプ部分（２，３，４，５）が、繊維複合材構造要素（１；１’；１”）との協働のために設けられた摩耗防護物（１０）、特に摩耗防護層、を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の装置。
【請求項６】
少なくとも１つのクランプ部分（２，３，４，５）が、取外し可能に緊張要素と結合されたクランプ要素（２．１，３．１，４．１，５．１）によって構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の装置。
【請求項７】
クランプ要素（２．１，３．１，４．１，５．１）が、金属−合成物質複合材、特に金属−ゴム複合材、を有することを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
緊張要素（６，７；６’，７’）が、クランプ要素（２．１，３．１，４．１，５．１）を収容するための切欠き部（６．１，６．２，７．１，７．２）を備えることを特徴とする請求項６又は７に記載の装置。
【請求項９】
繊維複合材構造要素（１；１’；１”）に作用する横断方向及び／又は縦断方向の力を吸収するために、形状一体的結合部（１１）が設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１０】
繊維複合材構造要素（１；１’；１”）に作用する横断方向及び／又は縦断方向の力を吸収するために、形状一体的結合部として、少なくとも１つの剪断ブッシュ（１１）が設けられており、この剪断ブッシュが、組み立てられた状態で、第１の緊張要素（６）における第１の切欠き部（６．３）及び第２の緊張要素（７）における第２の切欠き部（７．３）内に位置し、その際、この剪断ブッシュは、繊維複合材構造要素（１；１”）における第３の切欠き部（１．６；１．６”）を経て延在することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１１】
少なくとも１つの固定手段（１２）、特に締付けネジ、が、剪断ブッシュ（１１）を貫通して案内するために設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
剪断ブッシュ（１１）が、組み立てられた状態でクランプ部分（２，３，４，５）の領域内に配設されていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１つに記載の装置と、この装置によって保持されるこの装置と協働するための挟持領域を有する繊維複合材構造要素（１；１’；１”）を有する配設において、
形状一体的結合部（１１）の領域内に位置する挟持領域の少なくとも１つの第１の部分（１．５；１．５”）が、クロスジョインの様式に従って形成されていることを特徴とする配設。
【請求項１４】
繊維複合材構造要素が、区画（１．３，１．４；１．３”）内に少なくとも１つの一方向の繊維層を有することを特徴とする請求項１３に記載の配設。
【請求項１５】
区画（１．３，１．４；１．３”）が、挟持領域の第１の部分（１．５；１．５”）に隣接する挟持領域の少なくとも１つの第２の部分にわたって延在することを特徴とする請求項１４に記載の配設。
【請求項１６】
繊維複合材構造要素が、挟持領域の第１の部分（１．５；１．５”）内に第３の切欠き部（１．６；１．６”）、特に剪断ブッシュ（１１）を収容するための第３の切欠き部、を備えることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１つに記載の配設。
【請求項１７】
繊維複合材構造要素が、ガラス繊維及び／又は炭素繊維及び／又はケブラー繊維及び／又はボロン繊維及び／又は合成繊維を有することを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか１つに記載の配設。
【請求項１８】
繊維複合材構造要素が、バネ、特に板バネ、又は車両、特に鉄道車両、のサポート又はリンクの一部分であることを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか１つに記載の配設。
【請求項１９】
繊維複合材構造要素（１；１’；１”）が、剪断ブッシュ（１１）を収容するための第３の切欠き部（１．６；１．６”）を備え、剪断ブッシュ（１１）が、第１、第２又は第３の切欠き部（６．３，７．３，１．６；１．６”）の壁部の少なくとも１つに締まりバメで当接することを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれか１つに記載の装置を有する請求項１３〜１８のいずれか１つに記載の配設。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組み立てられた状態で繊維複合材構造要素の挟持領域をクランプ式に収容するための収容領域を形成する第１の緊張要素と、この第１の緊張要素と固定手段を介して結合可能な第２の緊張要素とを有する、少なくとも１つの延長された繊維複合材構造要素、特に繊維複合材材料から成るバネ及び／又はガイド要素、を挟持するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両及び路上走行車両の移動機構の範囲では、同時にホイールガイドの課題を担うことができる繊維複合材材料から成るバネ成分が使用される。この場合、基本的に、以下ではＦＶＫ成分とも呼ばれるこれらの繊維複合材構造要素を結合する場合には、軸受ケース又は支持構造体のような移動機構の金属の構造体にモーメント及び力を伝達することが問題である。
【０００３】
ＦＶＫ成分が、相応に形成されたフランジを介してクランプされる複数の解決策が公知である。これらの解決策は、その際、本質的に車両のサスペンションのために使用される。ホイールガイドのために、大抵は、特に車両の長手方向に配設された付加的なリンクが必要である。更に、クランプされる領域内の予緊張力がクリープ及び応力緩和工程によって低減されることが欠点である。
【０００４】
特許文献１には、鉄道車両のための走行機構が記載されている。この場合、それぞれ繊維補強された合成物質渦巻バネの配設の対になっている端部は、これらが移動方向に生じる衝撃及び振動を、長手方向には比較的剛性の高い渦巻バネを介して減衰されて移動機構フレームに伝達できるようにするために、付属のホイール軸受ケースに沿って又はその内部で、旋回ピン又はゴム弾性要素によって渦巻バネとホイール軸受の間で相対運動可能にリンク式に支承されている。このような構造は、いずれの場合でも適用可能ではなく、特に、ＦＶＫ構造様式のバネ及び／又はガイド要素の強固な結合が相応の固定点において必要である場合には可能でない。
【０００５】
ある実施形では、ホイール軸受が渦巻バネの付属の端部と直接かつ非弾性的に結合されている。ここでは、クリープ及び応力緩和工程によってクランプされた領域内の予緊張力が低下するという既に上で述べた問題が生じる。
【０００６】
特許文献２には、その車軸がバネ板車軸ガイドによって縦断方向及び横断方向に弾性的に案内される鉄道車両のボギー台車のための車軸ガイドが開示されており、これらバネ板車軸ガイドは、バネ板状の形を備え、繊維複合材材料から成る基本ボディから構成されており、その両端部は、車両もしくはボギー台車のフレーム及び車軸軸受ケースに大面積で挟持されている。この場合、全長に比べて短い基本ボディの横断面領域は、挟持領域の近傍の両側では、中心領域の横断面と比べて厚さを縮小されて構成されており、従って、フィルムヒンジと比較可能な作用が得られる。
【０００７】
特許文献３，４，５及び６は、それぞれ鉄道車両のためのボギー台車に関係しており、ここでも、ＦＶＫ構造様式で製造されたボギー台車フレームの大面積のクランプ式の支承部が設けられている。
【０００８】
特許文献７には、自動車におけるホイールサスペンションが記載されている。この場合は、板バネとして形成された繊維複合材材料から成るリンクのバネ脚部の自由端が、それぞれ比較的大きな面積のクランププレートによってリンクに固定の軸受部分とネジ固定によって結合されている。ここでも、クリープ及び応力緩和工程によってクランプされた領域内の予緊張力が低下するという既に上で述べた問題が生じる。
【０００９】
特許文献８には、本質的に統一的な縦長のバネ体と、このバネ体の端部並びにこの端部の間にある固定装置とを有する繊維複合材材料から成る板バネが開示されており、この固定装置は、少なくとも１つの金属の力導入要素を備え、この力導入要素は、中間層を含めて向かい合って位置するバネ体の面上に配設されている。この場合、中間層は、鋳造可能な合成物質から成り、その形成中には、力導入要素とバネ体とを形状及び材料一体的に互いに結合する。
【００１０】
特許文献９には、少なくとも１つのバネ端部にあるバネ巻き終わり体とクランプ要素とを有する繊維複合材材料から成る板バネが記載されており、クランプ要素は、バネ巻き終わり体に巻き付き、終端部分を備え、これらの終端部分は、バネ端部の相応の面に当接し、固定手段によってこの面に保持される。この場合、クランプ要素及びバネ端部の一方又は両方の終端部分の相並んで位置する面は、全体的に平坦でなく、少なくともほぼ互いに相補的に形成されている。
【００１１】
特許文献１０には、商用車におけるフレーム側に固定された繊維複合材材料から成る板バネと二重車軸ユニットにおける車軸もしくは自在軸受の結合が記載されている。バネの力一体的な収容をするために、少なくとも１つの面内で分割されているハウジングが設けられている。内側のハウジング壁とバネの間には、少なくとも２つのゴム又はエラストマ−金属要素が配設されている。
【００１２】
特許文献１１には、中央固定部の領域内で車軸と形状一体的に結合されている繊維複合材材料から成る板バネが開示されており、本質的に、バネ層と車軸の間の全接触面は、形状一体的結合部として形成されている。特に、バネ層の車軸の方に向いた側は、複数の横断方向リブを備え、これらの横断方向リブは、車軸の当接面の対応する横断方向溝に係合する。
【００１３】
繊維複合材材料から成る構成要素のクランプ式に構成された多少費用のかかる全ての保持部において欠点であるのは、クランプされた領域内の予緊張力が、クリープ及び応力緩和工程によって低減されることである。これにより、結合部の強度は、場合によっては著しく低減される。
【００１４】
これは、特に特許文献１２及び特許文献１３から公知であるような緊張装置にも当て嵌まる。
【００１５】
特許文献１４から、延長された繊維複合材構造要素を挟持するためのこの種の装置が公知である。この装置の場合、板バネは、２つの緊張要素によって楔状の終端部分にクランプ固定される。この場合、緊張要素は、それぞれ楔状の終端部分を取り囲むストッパを介して互いに当接する。
【００１６】
この挟持の場合、挟持位置において板バネへの一定の曲げモーメントの導入を得るため、板バネに、既に無負荷の状態で、比較的高い予緊張を与えなければならないという問題がある。こうした場合、これには、運転中に、更にまた相応の寸法設定を、またこれにより板バネ及び挟持に対する高い費用を必要とする比較的高い板バネの負荷が伴う。
【００１７】
同様の緊張原理を有する別の緊張装置は、特許文献１５及び特許文献１６から公知である。
【特許文献１】独国特許第１９７  ３１  ８６７号明細書
【特許文献２】独国特許第４２  ０７  ４０５号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第２９  ５２  １８２号明細書
【特許文献４】独国特許第３６  １２  ７９７号明細書
【特許文献５】独国特許第３９  ３０  ８７３号明細書
【特許文献６】独国特許第３９  ３０  ８７５号明細書
【特許文献７】独国特許出願公開第１９９  ３３  ４３２号明細書
【特許文献８】独国特許出願公開第３９  ３５  ７９５号明細書
【特許文献９】独国特許出願公開第３９  ２０  ９２６号明細書
【特許文献１０】独国特許出願公開第３８  ４１  ８４６号明細書
【特許文献１１】独国特許出願公開第３４  １５  １２５号明細書
【特許文献１２】米国特許第６，００９，９８６号明細書
【特許文献１３】米国特許第１，６１３，０９７号明細書
【特許文献１４】米国特許第４，７７１，９９７号明細書
【特許文献１５】欧州特許第０  ０５８  ９５０号明細書
【特許文献１６】特開平５−３１２２２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の課題は、従来技術の前記の欠点を排除し、特に、確実な狭持において改善された力及びモーメントの伝達を可能にする繊維結合材構造様式のバネ及び／又はガイド要素を狭持するための装置を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
この課題は、請求項１の上位概念による装置から出発して、請求項１を特徴付ける部分に記載された特徴によって解決される。
【００２０】
本発明の基本にある技術的な教えは、第１の緊張要素が、少なくとも１つの第１のクランプ部分を備え、第２の緊張要素が、組み立てられた状態で繊維複合材構造要素をクランプするためにこの第１のクランプ部分に付設される少なくとも１つの第２のクランプ部分を備え、その際、第１及び第２の緊張要素は、繊維複合材構造要素が組み立てられた状態で所定のクランプ力で第１と第２のクランプ部分の間にクランプされているように形成されている場合に、繊維複合材構造要素に対して特に確実かつ一定な力及びモーメントの導入が得られることである。
【００２１】
これにより、有利な方法で、一定の予緊張力が、またこれにより繊維複合材構造要素の一定の狭持作用が得られ、この狭持作用は、更にまた両方の緊張要素の間の結合に対して不利に作用し、これら緊張要素を解放することができる、一定でないクリープ又は応力緩和工程による結合部の望まれない緩和が何ら生じないように設計することができる。
【００２２】
特に、この場合、繊維複合材構造要素に加えられる予緊張力が、比較的僅かにしか損失せず、従って、繊維複合材構造要素の無負荷の状態で、取るに足らないクリープ又は応力緩和工程が生じるように構成することができる。こうした場合、予緊張力は、配設の結合が無負荷の状態で保証されているような大きさであるに過ぎない。こうした場合、無負荷の状態では、固定は、負荷から結果として生じる緊張要素の領域内の力によって保証することができる。
【００２３】
繊維複合材構造要素に対する有利な曲げモーメントの導入を得るために、第１の緊張要素が、少なくとも１つの第３のクランプ部分を備え、第２の緊張要素が、組み立てられた状態で繊維複合材構造要素をクランプするためにこの第３のクランプ部分に付設される少なくとも１つの第４のクランプ部分を備えるように構成されている。この場合、第１及び第２の緊張要素は、繊維複合材構造要素が組み立てられた状態でそれぞれ所定のクランプ力で第３と第４のクランプ部分の間にクランプされているように形成されている。
【００２４】
繊維複合材構造要素に対して一定の予緊張力を得るために、第１の緊張要素が、少なくとも１つの第１のストッパを、第２の緊張要素が、少なくとも１つの第２のストッパを備え、これらのストッパは、組み立てられた状態で、繊維複合材構造要素が組み立てられた状態で所定の第１のクランプ力で第１と第２のクランプ部分の間に、及び所定の第２のクランプ力で第３と第４のクランプ部分の間にクランプされるように互いに協働するように構成されている。この場合、これらのストッパは、有利な方法で、その持続的な結合を保証する一定の調整可能な予緊張力も緊張要素の間に作用することを保証する。この場合、繊維複合材構造要素の領域内のクリープ又は応力緩和工程は、緊張要素の間の予緊張に対して挙げるに値する影響を与えることに導くことがない。
【００２５】
好ましいことに、ストッパにより、組み立てられた状態で、第１と第２のクランプ部分の間に一定の第１の間隔が設けられている。この場合、付加的又は選択的に、第３と第４のクランプ部分の間に一定の第２の間隔が設けられている。この場合、繊維複合材構造要素の狭持領域の既知の寸法及びストッパが相手側に当接する際に生じるクランプ部分もしくは繊維複合材構造要素の領域内の変形によって、有利な方法で比較的正確に一定の予緊張力が生じる。
【００２６】
緊張要素は、基本的に任意に形成することができる。本発明の特に簡単に形成された変形例は、緊張要素の少なくとも１つが、第１及び第２の脚部を有するＵ字形に形成されており、その際、脚端部の領域に、他の緊張要素のためのストッパが形成されていることによって際立っている。
【００２７】
クランプ部分は、基本的に、同様に任意の適当な方法で形成することができる。特に良好に限定された予緊張力を有する本発明による装置の特に有利な変形例の場合、少なくとも１つのクランプ部分は、緊張要素における突出部の様式に従って形成されている。この場合、クランプ部分は、例えば突起状に形成されていてもよい。
【００２８】
繊維複合材の切欠き部の負荷をできるだけ僅かに保つため、本発明による装置の有利な発展構成の場合、少なくとも１つのクランプ部分は、繊維複合材構造要素との協働のために設けられた摩耗防護物を備える。これは、特に摩耗防護層とすることができる。
【００２９】
簡単に期待できるので好ましい本発明による装置の変形例の場合、少なくとも１つのクランプ部分が、取外し可能に緊張要素と結合されたクランプ要素によって構成されている。クランプ要素は、好ましくは、金属−合成物質複合材、特に金属−ゴム複合材、を有する。更に好ましいことに、緊張要素は、簡単な方法で一定に保つために、クランプ要素を収容するための切欠き部を備える。
【００３０】
本発明による装置の有利な発展構成は、繊維複合材構造要素に作用する横断方向及び／又は縦断方向の力を吸収するために、形状一体的結合部が設けられていることによって際立っている。この変形例の場合、力もしくはモーメントの導入に関する機能の分離によって、特に有利な負荷の分配が得られる。
【００３１】
本発明による装置の特に有利で高負荷可能な変形例の場合、繊維複合材構造要素に作用する横断方向及び／又は縦断方向の力を吸収するために、形状一体的結合部として、少なくとも１つの剪断ブッシュが設けられており、この剪断ブッシュは、組み立てられた状態で、第１の緊張要素における第１の切欠き部及び第２の緊張要素における第２の切欠き部内に位置する。この場合、この剪断ブッシュは、繊維複合材構造要素における第３の切欠き部を経て延在する。
【００３２】
両方の緊張要素は、基本的に任意の方法で互いに結合することができる。特に簡単に構成されるので好ましい本発明による装置の変形例の場合、少なくとも１つの固定手段、特に締付けネジ、は、剪断ブッシュを貫通して案内するために設けられている。付加的に、両方の緊張要素が故意ではなく互いに解離することを防止するもう１つの浮揚防止装置が設けられていてもよい。
【００３３】
特にコンパクトな狭持部は、剪断ブッシュが、組み立てられた状態でクランプ部分の領域内に配設されている場合に得られる。
【００３４】
更に、本発明は、本発明による装置と、この装置によって保持される本発明による挟持のための装置と協働するための挟持領域を有する本発明による繊維複合材構造要素を有する配設に関する。この場合、本発明によれば、形状一体的結合部の領域内に位置する挟持領域の少なくとも１つの第１の部分が、クロスジョインの様式に従って形成されているように構成されている。クロスジョインによって、有利な方法で、この領域への大きな力及びモーメントの導入が可能にされる。特に、このようなクロスジョインは、僅かな切欠き部の感度によって際立っている。
【００３５】
特に高負荷可能な変形例の場合、繊維複合材構造要素は、区画内に少なくとも１つの一方向の繊維層を有するように構成されている。好ましいことに、区画は、挟持領域の第１の部分に隣接する挟持領域の少なくとも１つの第２の部分にわたって延在する。
【００３６】
好ましい変形例の場合、繊維複合材構造要素は、挟持領域の高負荷可能な第１の部分内に第３の切欠き部、特に剪断ブッシュを収容するための第３の切欠き部、を備える。これにより、特に大きな力を繊維複合材構造要素に導入できることが保証されている。
【００３７】
繊維複合材構造要素は、基本的に、このような繊維複合材構造要素のために通常使用される１つ又は複数の材料を有することができる。好ましいことに、この繊維複合材構造要素は、ガラス繊維、炭素繊維、ケブラー繊維、ボロン繊維、合成繊維、又はこれらの繊維の任意の組み合わせを有する。マトリックス材料として、好ましくは適当な熱硬化性又は熱可塑性の樹脂が使用される。好ましくは、ビニルエステル樹脂（ＶＥ）又はエポキシ樹脂（ＥＰ）が使用される。
【００３８】
繊維複合材構造要素は、任意に応用するために形成することができる。特に有利なことに、繊維複合材構造要素は、車両構造内に使用することができる。この場合、好ましいことに、この繊維複合材構造要素は、バネ、特に板バネ、として、又は車両のサポート又はリンクの一部分として使用される。車両とは、特に鉄道車両とすることができる。
【００３９】
分配される力の導入による特に有利な構成は、繊維複合材構造要素が、剪断ブッシュを収容するための第３の切欠き部を備え、剪断ブッシュが、第１、第２又は第３の切欠き部の壁部の少なくとも１つに締まりバメで当接する本発明による配設の好ましい変形例の場合に得られる。これにより、直ちに個々の構成要素の崩壊が生じることなく狭持作用を緩和することを可能にするもう１つの一定の部品の互いの固定部が得られる。これは、特に、交換可能なクランプ要素を有する上記の変形例の場合に有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
本発明の別の好ましい形成は、下位の請求項、もしくは添付図に関連させた好ましい実施例の後置の説明から得られる。
【００４１】
図１〜４は、鉄道車両の移動機構のための板バネ１の形の本発明による繊維複合材構造要素を挟持するための本発明による装置から成る本発明による配設の好ましい実施例を経る断面図を示す。
【００４２】
図１及び２から分かるように、板バネ１の支承もしくは挟持は、第１のクランプ部分２、第２のクランプ部分３、第３のクランプ部分４、及び第４のクランプ部分５を構成する４つの面を有するように突出部の様式に従って形成された突起の間で行なわれる。数ミリメートルの高さを備えるこれらの突起のそれぞれ２つは、互いにその挟持領域１．１及び１．２の領域内で板バネ１をクランプするために付設されている。従って、第１のクランプ部分２と第２のクランプ部分３は、第３のクランプ部分４と第４のクランプ部分５と同様に上下に配設されている。
【００４３】
第１及び第３のクランプ部分２及び４は、第１の緊張要素６に配設されているのに対して、第２及び第４のクランプ部分３及び５は、第２の緊張要素７に配設されている。突出部の様式に従ってそれぞれの緊張要素に形成されたクランプ部分２，３，４及び５は、それぞれ取外し可能にそれぞれの緊張要素６もしくは７と結合されたクランプ要素２．１，３．１，４．１及び５．１として形成されている。クランプ要素２．１及び４．１は、それぞれ取外し可能に第１の緊張要素６の割り当てられた切欠き部６．１もしくは６．２内に配設されているのに対して、クランプ要素３．１及び５．１は、それぞれ取外し可能に第２の緊張要素７の割り当てられた切欠き部７．１もしくは７．２内に配設されている。
【００４４】
取外し可能なクランプ要素による前記の形成によって、クランプ要素の交換による配設の簡単な整備もしくは修理が可能である。しかしながら、本発明の他の変形例におけるクランプ部分が、それぞれの緊張要素と一体的に形成されていてもよいことは当然である。
【００４５】
挟持部の上の部分を構成する第１の緊張要素６と挟持部の下の部分を構成する第２の緊張要素７は、脚部８．１及び８．２もしくは９．１及び９．２を有するＵ字形に形成されている。
【００４６】
脚部８．１，８．２，９．１及び９．２の端部には、ストッパ面の形の第１もしくは第２のストッパが設けられており、これらのストッパの領域内で、脚部８．１と９．１並びに８．２と９．２が組み立てられた状態で接触する。
【００４７】
板バネ１と突起２，３，４及び５の間に、それぞれ１つの磨耗防護層１０が配設されており、この磨耗防護層は、取外し可能なクランプ要素２．１，３．１，４．１及び５．１による形成のおかげで、更に以下でより詳細に説明するように、挟持部を解体することなく磨耗防護層を交換できるように形成されている。
【００４８】
磨耗防護層１０は、その厚さが約２ｍｍである例えば充填されたエラストマのような耐磨耗性の粘塑性の材料である。磨耗防護層１０は、それぞれのクランプ要素２．１，３．１，４．１もしくは５．１の金属ボディ上に配設されている。従って、それぞれのクランプ要素は、金属−合成物質複合材として形成されており、これにより、十分な形状安定性及び簡単な交換可能性が保証されている。
【００４９】
図１〜３から分かるように、板バネ１は、一方向の繊維層を有する２つの個別バネ１．３及び１．４から成る。挟持領域１．１及び１．２の領域内で、それぞれの挟持領域１．１もしくは１．２の第１の部分の上に、個別バネ１．３及び１．４の間のブリッジ１．５の形のクロスジョインの様式に従って形成された結合部が設けられている。
【００５０】
図２及び３から分かるように、ブリッジ１．５の領域に、剪断ブッシュ１１が配設されており、この剪断ブッシュを介して、横断方向及び縦断方向の力を吸収するための形状一体的結合部が実現されている。この場合、それぞれの剪断ブッシュ１１は、第１の緊張要素６の第１の切欠き部６．３、第２の緊張要素７の第２の切欠き部７．３、及び板バネ１の第３の切欠き部１．６を経て延在する。
【００５１】
２つの剪断ブッシュ１１がブリッジ１．５との結合部において、即ち横断方向及び縦断方向の力を吸収するのに対して、車両重量から結果として生じる曲げモーメントは、力の対として突起２〜５を介して導入される。
【００５２】
第１の緊張要素６と第２の緊張要素７の間の結合は、ネジ１２を介して行なわれ、その際、それぞれ１つのネジ１２は、剪断ブッシュ１１を経て延在する。
【００５３】
脚部８．１，８．２，９．１及び９．２の高さを介して、第１と第２のクランプ部分２と３の間、並びに第３と第４のクランプ部分４と５の間に一定の間隔が設けられている。これにより、組み立てられた状態で、一定の予緊張力が板バネ１に作用することが保証されている。更に、ストッパによって、本質的にこれに依存せずにネジ止め１２によって金属から成る両方の緊張要素６及び７の間に同様に強度を設定する一定の予緊張力が作用することが保証されている。板バネ１には、両方の緊張要素６及び７の予緊張のために比較的小さい予緊張力しか作用しない。従って、ネジ止めの予緊張力は、挙げるに値する時間に依存したいかなるクリープ又は応力緩和工程にもさらされていない。
【００５４】
図４から分かるように、クランプ要素２．１は、開口部１３を備え、この開口部を経て、締まりバメで第１、第２及び第３の切欠き部６．３，７．３及び１．６に当接する剪断ブッシュ１１が延在する。クランプ要素２．１を交換するために、ネジ１２は取り外すことができ、緊張要素６及び７は、クランプ要素２．１が付属の切欠き部６．１から矢印１４の方向に取り出せるまでに互いに離すことができる。この場合、剪断ブッシュ１１と隣接する部分の間の締まりバメは、有利な方法で解除する必要がなく、これにより、交換は、特に簡単かつ快適になる。残りのクランプ要素の交換は、同様に行なわれる。
【００５５】
図５は、その基本構造が図１〜４からの基本構造と等しく、相異点にのみ立ち入るべきである本発明による配設の別の好ましい実施例を経る部分断面図を示す。
【００５６】
相違点は、この変形例の場合、浮揚防止装置１５が設けられており、この浮揚防止装置によって、緊張要素６’及び７’がネジ止め１２’を解放する際に互いに離れ、従って、繊維複合材構造要素１’がもはや保持されないということが防止される。
【００５７】
図６は、本発明による繊維複合材構造要素１”の別の好ましい実施例に対する平面図を示す。この繊維複合材構造要素は、一方向の繊維層を有する個別バネ１．３”から成る。挟持領域には、個別バネ１．３”に対して横に隣接してクロスジョインの様式に従って形成された２つの接合部１．５”が取り付けられており、この領域内に、剪断ブッシュを収容するためにそれぞれ１つの第３の切欠き部１．６”が設けられている。
【００５８】
この繊維複合材構造要素１”の固定は、上で説明した緊張と同様に行なうことができ、従って、上で述べたことの参照を指摘するにとどめる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図２内の線Ｉ−Ｉに沿って本発明による装置と本発明による繊維複合材構造要素から成る本発明による配設の好ましい実施例を経る断面図を、概略的かつ縮尺にとらわれずに示す。
【図２】図１内の線ＩＩ−ＩＩに沿って図１からの構成を経る断面図を、概略的かつ縮尺にとらわれずに示す。
【図３】図１内の方向ＩＩＩで見た構成の平面図を、概略的かつ縮尺にとらわれずに示す。
【図４】図１内の線ＩＶ−ＩＶに沿って図１からの構成を経る断面図を、概略的かつ縮尺にとらわれずに示す。
【図５】浮揚防止装置を有する本発明による配設の別の好ましい実施例を経る断面図を、概略的かつ縮尺にとらわれずに示す。
【図６】本発明による繊維複合材構造要素の別の好ましい実施例に対する平面図を、概略的かつ縮尺にとらわれずに示す。
【符号の説明】
【００６０】
１                板バネ
１．１，１．２    挟持領域
１．３，１．４    個別バネ
１．５            ブリッジ
１．６            板バネの第３の切欠き部
２                第１のクランプ部分
２．１            クランプ要素
３                第２のクランプ部分
３．１            クランプ要素
４                第３のクランプ部分
４．１            クランプ要素
５                第４のクランプ部分
５．１            クランプ要素
６                第１の緊張要素
６．１，６．２    第１の緊張要素の切欠き部
６．３            第１の緊張要素の第１の切欠き部
７                第２の緊張要素
７．１，７．２    第２の緊張要素の切欠き部
７．３            第２の緊張要素の第２の切欠き部
８．１，８．２    脚部
９．１，９．２    脚部
１０              磨耗防護層
１１              剪断ブッシュ
１２              ネジ
１３              開口部
１４              矢印
【国際調査報告】
2005538317.tif 000009
2005538317.tif 000010
2005538317.tif 000011
2005538317.tif 000012
2005538317.tif 000013
2005538317.tif 000014
2005538317.tif 000015
2005538317.tif 000016
2005538317.tif 000017
2005538317.tif 000018