Bladfjädrar i kompositmaterial

Sammanfattning

Detta examensarbete har bedrivits på Scania i Södertälje hos gruppen för

bärande chassi, RTCB. Uppgiften har varit att utvärdera möjligheterna att

införa bladfjädrar i komposit på framaxel med 7.5-8 tons axeltryck. Redan

under 80-talet bedrevs ett utvecklingsprojekt på Scania med

kompositfjädrar. 1990 lades det projektet ned främst för att det inte fanns

någon lämplig serieproducent till kompositfjädrar, men även till följd av

vissa problem med slagkänslighet i materialet och att det under den här

perioden bedrevs många utvecklingsprojekt på Scania.

Sedan mitten på 90-talet finns det i USA en serieproducent av

kompositfjädrar till tunga lastbilar på axeltryck av 6.5 ton, som bland

annat levererar till några av de stora lastbilsmärkena på den Amerikanska

marknaden. Det betyder att fjädrarna i examensarbetet skall undersökas för

1-1.5 ton högre än vad som finns på marknaden idag.

Under våren 2006 kontaktades Scania av den Amerikanska leverantören och ur

det mötet uppstod detta examensarbete som startade på hösten samma år.

Examensarbetets syfte har varit att fortsätta det utvecklingsarbete som

startade under 1980-talet och utvärdera möjligheterna att införa det på

Scanias lastbilar idag.

Då området är mycket stort krävdes tydliga avgränsningar för vad arbetet

skulle omfatta. I samråd med handledare på Scania beslutades att

examensarbetet skulle undersöka möjliga lösningar till infästningar av blad

mot axel och ram. Skulle ett rakt byte göras mellan dagens stålfjäder mot

ett blad i komposit skulle bladet spricka över axelinfästningen till följd

av klämkrafterna i området. Ingen kontakt får heller finnas mellan

kompositen och metallen eftersom kompositen är mycket slagkänslig.

Infästningen mot ram, som idag är löst med fjäderöglor i bladets ändar

skulle för komposit innebära en komplicerad och dyr tillverkningsprocess.

Till följd av detta eftersöks nya lösningar till infästning av blad mot

axel och ram.

Examensarbetet skulle även innefatta att påbörja en kravspecifikation för

bladfjädrar i komposit. Kravspecifikationen har under arbetets gång visat

sig bli det viktigaste resultatet av arbetet då val av infästning till stor

del beror av uppbyggnad av materialet samt tillverkningsmetod. Hur

materialet är uppbyggt samt vilken tillverkningsmetod som därefter är

lämplig är okänd då dessa skiljer sig mellan olika leverantörer.

Anisotropin i materialet gör att det ofta designas efter sitt specifika

användningsområde då alla laster som verkar på konstruktionen måste

beaktas, inte bara huvudlasterna. Materialet är något som aktivt måste

utvecklas för de aktuella lastfallen. Med en fullständig kravspecifikation

kan denna användas för beställning av prototyp för vidare utvärdering genom

provning.