DE1127690B - Verfahren zur Herstellung von Federblaettern - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

O7169Ib/49i

ANMELDETAG: 24. DEZEMBER 1959

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 12. A P R I L 1962

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Federblättern, insbesondere von sich nach den Enden verjüngenden Federblättern, wie z. B. Einblattfedern gleicher Festigkeit.

Bei der Herstellung von Federblättern ist es üblich, von gewalztem Bandmaterial auszugehen. Je nachdem, ob ein gleich starkes Federblatt, wie z. B. für eine geschichtete Blattfeder, oder ein sich nach den Enden verjüngendes Federblatt, z. B. eine Einblattfeder gleicher Festigkeit, hergestellt werden soll, wird Bandmaterial mit gleichbleibendem Querschnitt oder solches, bei dem in einem weiteren Arbeitsgang die gewünschte Verjüngung des Federblattes erzeugt worden ist, verwendet. In beiden Fällen dient als Ausgangsmaterial ein gewalzter Flachstab.

Dadurch, daß beim Walzen eines Flachstabes die am Knüppel vorhandenen Kanten, die in besonderem Maße der qualitätsmindernden Randentkohlung ausgesetzt sind, mehr oder weniger auch im Flachstab erhalten bleiben, hat diese Zone auch bei dem Federblatt eine geringere Festigkeit als das übrige Material.

Ferner ist es im Hinblick auf die Festigkeit des Federblattes von großem Nachteil, daß die schmalen Kanten des Flachstabes beim Walzen nicht in ausreichendem Maße bearbeitet werden können. Die unbearbeitete Oberfläche erhöht die Gefahr von Ermüdungsbrüchen.

Zur Vermeidung dieses Nachteiles wird nach der Erfindung vorgeschlagen, als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Federblättern einen Rundstab aus gezogenem oder gewalztem Material zu verwenden, der auf Schmiedetemperatur erhitzt und anschließend zwischen ihn in ganzer Länge erfassenden Arbeitsflächen, also ohne wesentliches Strecken, auf die gewünschte Breite flachgeschlagen oder flachgepreßt wird.

Ein geschälter Rundstab bietet darüber hinaus den Vorteil, daß die gesamte randentkohlte Zone entfernt wird und der verbleibende Restquerschnitt daraufhin ein weitgehend homogenes Gefüge aufweist. Die dabei gleichzeitig erzielte Verbesserung der Oberflächengüte wirkt sich ebenfalls vorteilhaft auf die Festigkeit, insbesondere Wechselfestigkeit, des Federblattes aus.

Beim Flachdrücken bzw. Flachschlagen wird der Rundstab abermals einer erheblichen Verformung im Sinne einer qualitätssteigernden Durchschmiedung unterworfen, mit dem Ergebnis einer Homogenisierung des Gefüges.

Der beispielsweise vom Walzen herrührende, in Walzrichtung orientierte Faserverlauf hat zur Folge, daß die Festigkeit in Querrichtung des Rundstabes Verfahren zur Herstellung von Federblättern

Anmelder:

Adam Opel Aktiengesellschaft, Rüsselsheim

Theodor Roth, Mainz-Bretzenheim,
ist als Erfinder genannt worden

stark herabgesetzt ist. Beim Flachpressen bzw. Flachschlagen wird der Rundstab in Querrichtung verformt, wodurch er in dieser Richtung eine erhöhte

so Festigkeit erhält. Dieser Gewinn an Festigkeit ist besonders wertvoll, wenn das Federblatt bzw. die Blattfeder, wie im Kraftfahrzeugbau, nicht nur einer Biegung, sondern kombinierten Beanspruchungen unterworfen wird.

Vorstehende Ausführungen treffen in gleicher Weise bezüglich eines sich nach den Enden verjüngenden Federblattes zu.

Bei Herstellung einer derartigen Feder ging man bisher von einem Federblatt gleicher Stärke aus.

Zur Erzeugung der sich verjüngenden Abschnitte wurde nacheinander jedes Ende auf Schmiedehitze erwärmt und ausgewalzt, wobei das Blatt gleichzeitig gestreckt wurde. Da das Auswaken längere Zeit in Anspruch nimmt, ist nach Fertigstellung des einen Endes die Feder soweit abgekühlt, daß sie für die weitere Verformung wieder erhitzt werden muß. Für das Einrollen der Federaugen war deshalb anschließend für jede Seite eine weitere Erwärmung notwendig. Zu diesen Operationen mit insgesamt viermaligem Erwärmen kommt schließlich eine nochmalige Erwärmung für die Vergütung hinzu. Unter Einbeziehung der Vergütungsoperation wird das Material somit fünfmal nacheinander erhitzt. Durch das mehrmalige Erwärmen tritt in gewissem Umfange eine Entkohlung der Randschichten ein, was die Wechselfestigkeit herabsetzt. Ferner entsteht beim Auswalzen des Federblattes eine pfannkuchenartige Verbreiterung, die beispielsweise durch Abscheren wieder entfernt wird. Für die Wechselfestigkeit wirkt es sich dabei auch sehr ungünstig aus, daß beim Auswalzen des Federblattes der geradlinige, parallele Faserverlauf im Stahl verlorengeht, und daß nach dem Be-

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schneiden der Kanten die Faserlinien unter relativ Das Verfahren nach der Erfindung ist an Hand

großem Winkel auf die Oberfläche stoßen. Die Nei- der in der Zeichnung dargestellten Verfahrensschritte gung zur Anrissigkeit ist dadurch an den beschnitte- im einzelnen beschrieben, es zeigt nen Kanten erhöht. Fig. 1 einen Rundstab aus Federstahl in der Aus-

Durch das Verfahren nach der Erfindung wird die 5 gangsform,

Herstellung verkürzt und ein besseres Endprodukt Fig. 2 eine Presse, in der das Flachpressen des

erzielt. Hinzu kommt außerdem der große Vorteil, Rundstabes durchgeführt wird, daß am Rundstab jeder gewünschte Querschnittsver- Fig. 3 das Ober- und Unterteil des Werkzeuges

lauf durch Schälen oder eine andere spanabhebende mit eingelegtem Rundstab in zwei Ansichten, Bearbeitung in einfacher Weise herstellbar ist. Der io Fig. 4 eine Ansicht des Werkzeuges in Querrichjeweilige Querschnitt wird am Rundstab so bemessen, tung des Federblattes nach dem Pressen, daß nach dem Flachschlagen gemäß der Erfindung Fig. 5 und 6 ein Werkzeug, bei dem die Verfor-

das Federblatt die gewünschte, in der Regel gleiche mungsoperation abwechselnd auf der einen oder an-Breite und ein beispielsweise parabolisches Längs- deren Seite durchgeführt wird, profil hat. Die Form des Spaltes zwischen dem Ober- 15 Fig. 7 eine Ansicht und einen Querschnitt des und Unterteil des Werkzeuges entspricht genau dem flachgepreßten Federblattes,

gewünschten Verlauf der Blattdicke. Das Ausformen Fig. 8 das Federblatt nach Fig. 7 mit eingerollten

des Rundstabes, das gleichzeitig das gesamte Feder- Federaugen.

blatt erfaßt, erfolgt so schnell, daß entweder die Der Rundstab 10 besteht aus einem mittleren

Federaugen unmittelbar anschließend in der gleichen 20 zylindrischen Abschnitt 11, zwei nach außen sich Hitze eingerollt werden können oder bei federaugen- verjüngenden Abschnitten 12 und 13 und den wielosen Blättern die Härtung aus der gleichen Hitze derum zylindrischen Abschnitten 14 und 15 an den vorgenommen werden kann. Stabenden. Diese Form ist entweder unmittelbar

Im übrigen besteht auch die Möglichkeit, die Er- durch Walzen oder aber durch eine nachträgliche wärmung des Rundstabes unter einer Schutzgasatmo- 25 spanabhebende Bearbeitung, z. B. Schälen, hergestellt Sphäre vorzunehmen, um dadurch ohne die Gefahr worden.

von Qualitätseinbußen von einer höheren Ausgangs- Der auf Schmiedetemperatur erwärmte Rundstab

temperatur ausgehen zu können und nach dem Flach- 10 wird zwischen das Unter- und Oberteil 16 und 17 pressen bzw. Flachschlagen des Rundstabes ohne eines Werkzeuges eingebracht. Das Unterteil 16 ist Zwischenerwärmung die Härtung noch durchführen 30 auf der Tischplatte 18 befestigt und das Oberteil 17 zu können. mit dem Stößel 19 der Presse 20 verbunden.

Der Federabschnitt an den Enden ist zur Bildung Die Arbeitsflächen am Werkzeugoberteil und am

der Federaugen in gleichmäßiger Wandstärke aus Werkzeugunterteil verlaufen nach der Form der hereinem zylindrischen Endstück am Ausgangsrundstab zustellenden Feder, und in Schließstellung des Werkgebildet. 35 zeuges im unteren Totpunkt des Pressenstößels ent-Durch das Verfahren nach der Erfindung verringert spricht der Spalt zwischen Werkzeugoberteil und sich somit die Anzahl der zur Herstellung von Feder- -unterteil genau der herzustellenden Federform, blättern erforderlichen Zwischenerwärmungen. Das Beim Niedergehen des Stößels 19 wird der Rund-Schliffbild eines erfindungsgemäß hergestellten Feder- stab 10 auf die vorgeschriebene Form flachgepreßt blattes zeigt einen einwandfreien, laminaren Verlauf. 40 bzw. flachgeschlagen, wobei keine nennenswerte Zwar werden bei der Herstellung eines an beiden Streckung des Stabes erfolgt. Die Querschnitte des Enden konischen Rundstabes mittels Schälen oder Rundstabes 10 sind so gewählt, daß sie unter Berückeiner anderen spanabhebenden Bearbeitung auch sichtigung der vorgeschriebenen Federblattdicke eine Walzfasern angeschnitten, wenn auch nicht im glei- über die gesamte Länge des Blattes gleiche Breite chen Maße wie beim Beschneiden eines zwecks Her- 45 ergeben. Fig. 3 zeigt, daß das Werkzeugoberteil 17 stellung verjüngter Enden ausgewalztem Flachstabes, zunächst auf den dickeren Mittelabschnitt 11 des für die Wechselfestigkeit ist es aber viel entscheiden- Rundstabes 10 auftrifft. Bis zu der in Fig. 4 gezeigder, daß beim Schälen der achsparallele Faserverlauf ten Endlage des Werkzeuges werden, ausgehend von erhalten bleibt. Davon abgesehen wird beim Schälen der Mitte, alle Abschnitte des Rundstabes erfaßt und die durch Randentkohlung ohnehin verschlechterte 50 flachgepreßt.

Schicht abgenommen. Um eine möglichst gleichmäßige Abnutzung des

Im Anschluß an die Härtung des Federblattes kön- Werkzeuges zu bekommen, ist es zweckmäßig, soweit nen sich zur Verbesserung der Wechselfestigkeit des es mit Rücksicht auf eine symmetrische Belastung Federblattes noch weitere bekannte Operationen, wie der Presse vertretbar ist, im Werkzeug den Preßvorz. B. Sandstrahlen und das Aufbringen eines Korro- 55 gang abwechselnd an von der Mitte nach links und sionsschutzes, anschließen. rechts versetzten Stellen durchzuführen (Fig. 5 und 6).

Da jegliche Beschneideoperation an den Seiten- Da die Verformung des Rundstabes auf ein Federkanten des Federblattes wegfällt, bleibt die entstan- blatt 22 sehr schnell vonstatten geht, ist der Wärmedene Naturkante erhalten, ein Umstand, der ebenfalls verlust außerordentlich gering. Es ist dadurch mögerheblich zur Verbesserung der Wechselfestigkeit des 60 lieh, aus der gleichen Hitze heraus die Federaugen 23 Federblattes beiträgt. Lediglich die Enden werden, und 24 in bekannter Weise einzurollen, zwecks Einhaltung der genauen Maße, abgeschert. Bereits der Rundstab 10 besitzt schräge Endflächen

Diese kurze Schnittkante ist aber auf die Festigkeit 25 und 26, die auch nach der Verformung erhalten der Blattfeder ohne Einfluß. bleiben und später nach dem Einrollen einen ein-

Mit dem Verfahren nach der Erfindung wird, wie 65 wandfreien Abschluß des Federauges ergeben, die vorstehenden Ausführungen ergeben, die Herstel- Für die anschließende Vergütungsoperation ist eine

ämg von Federblättern bei gleichzeitiger Qualitäts- Zwischenwärmung notwendig. Im Falle, daß jedoch verbesserung vereinfacht und damit verbilligt. ein Federblatt ohne Federaugen hergestellt wird,

kann die Vergütung unmittelbar im Anschluß an die Verformung in der Presse durchgeführt werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Federblättem, insbesondere von sich nach den Enden hin verjüngenden Federblättem, wie z. B. Einblattfedem, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial ein Rundstab (10) aus gezogenem oder gewalztem Material, gegebenenfalls mit beidseitigen Verjüngungen, verwendet wird, der auf Schmiedetemperatur erhitzt und anschließend zwischen Arbeitsflächen, die ihn in ganzer Länge erfassen, auf die gewünschte Breite flachgepreßt bzw. flachgeschlagen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zylindrische Abschnitte (14, IS) am Ende beidseitiger kegeliger Verjüngungen (12,13) des Rundstabes (10) nach dem Flachpressen bzw. Flachschlagen des Federblattes zu Federaugen (23, 24) eingerollt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 209 991, 552 515.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen