DE1281468B - Verfahren zur Herstellung einer sich verjuengenden oder konisch verlaufenden Blattfeder - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer sich verjuengenden oder konisch verlaufenden Blattfeder

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DE1281468B
DE1281468B DER36157A DER0036157A DE1281468B DE 1281468 B DE1281468 B DE 1281468B DE R36157 A DER36157 A DE R36157A DE R0036157 A DER0036157 A DE R0036157A DE 1281468 B DE1281468 B DE 1281468B
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Robert R Greene
Frederick T Rowland
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Description

  • Verfahren zur Herstellung einer sich verjüngenden oder konisch verlaufenden Blattfeder Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer sich verjüngenden oder konisch verlaufenden Blattfeder für Aufhängesysteme von Kraftfahrzeugen, bei welchen ein Rohling wärmebehandelt und in die konische oder sich verjüngende Form gewalzt wird.
  • Bisher war es üblich, in Fahrzeugen zur Aufnahme der Fahrbahnstöße aus mehreren Blattfedern bestehende Federpakete zu verwenden. Obwohl derartige Federpakete bei der Aufnahme eines großen Prozentsatzes der normalen Fahrbahnstöße zufriedenstellend sind, sind diese doch in unerwünschter Weise schwer, und derartige Pakete erzeugen eine beträchtliche Reibung zwischen den Federn, die in nachteiliger Weise durch eine Erhöhung der Federkonstante die Federdurchbiegung oder den Federweg beeinflußt. Ein weiterer wesentlicher Nachteil eines aus Blattfedern bestehenden Federpaketes ist der, daß dieses Paket im allgemeinen nicht in der Lage ist, eine gleichförmige Federkonstante zu erreichen, bei welcher die gleiche Zuwachsveränderung der Belastung den gleichen Federwegzuwachs erzeugt.
  • Um diese bei aus mehreren Blattfedern bestehenden Federpaketen auftretenden Probleme zu beseitigen, wurden einzelne Stahlblattfedern, die sich parabolisch verjüngen, entwickelt. Die meisten dieser Entwicklungen waren jedoch im allgemeinen deshalb nicht erfolgreich, da häufig ein strukturelles Versagen, das sich aus dem geringen Ermüdungswiderstand ergab, auftrat, und dies machte die bisher bekannten Einzelblattfedern wirtschaftlich uninteressant.
  • So ist beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung von geraden und blanken Federn bekannt, wobei diese Federn zur Erreichung einer blanken Oberfläche gezogen werden. Es ist ferner bekannt, Federn zur Erhöhung ihrer Wechselhaftigkeit einer Oberflächenbehandlung zu unterwerfen, die z. B. in Polieren, Sandstrahlen, Einwärtshärten oder Nitrieren bestehen kann.
  • Unter den Hauptfaktoren, denen die Verminderung des Federermüdungswiderstandes und demzufolge die Ausfälle im allgemeinen zugeschrieben werden, befinden sich die Entkohlung der Metalloberflächenschichten, die Oberflächenunregelmäßigkeiten, welche eingewalzte Schuppen und Splitter und Oxydeindringungen umfassen, und die Einwirkung bestimmter mechanischer Bearbeitungsvorgänge, wie beispielsweise das Schleifen. Beispielsweise werden durch das Schleifen, wie es durch das Urteil bedeutender Fachleute belegt wird, unerwünschte Restspannungen erzeugt, welche die Arbeitsspannungen verstärken, wodurch frühzeitig Fehler auftreten. Es wird hierzu auf die zweite Ausgabe des »Metals Handbook«, S. 238 und 252, verwiesen, welches 1954 von der American Society for Metals herausgegeben wurde. Demzufolge wurde das Schleifen bisher als nicht vorteilhaft betrachtet, da angenommen wurde, daß das Schleifen den Ermüdungswiderstand der Feder nachteilig beeinflußt.
  • Um den Ermüdungswiderstand zu verbessern, hat man bisher Blattfedern nach einer Wärmebehandlung unter einer Zugspannung leicht gehämmert. Der Prozentsatz der Erhöhung der Lebenszeit der Blattfedern, der durch eine Hämmerung unter Zug entsprechend den bisher bekannten Verfahren erzielt wurde, reichte jedoch nicht aus, um die Blattfeder insgesamt annehmbar und einwandfrei, insbesondere als einzelne sich verjüngende Blattfeder zu gestalten.
  • Durch die Erfindung wird ein neues Verfahren geschaffen, mit dem zufriedenstellende Blattfedern hergestellt werden können.
  • Erfindungsgemäß wird die Seite des Rohlings, die in der fertigen Feder die Zugseite ist, geschliffen und dann in an sich bekannter Weise unter Spannung gehämmert oder gestrahlt. Durch das Schleifen werden Entkohlungsfilme, Oberflächenunvollständigkeiten und Hammerschlag und Schuppen sowie Splitter und Oxyde vor dem Hämmern unter Zug entfernt. Im Gegensatz zu den bisher bekannten technischen Lehren, die das Schleifen ablehnen, wurde gefunden, daß durch ein derartiges Schleifendes Rohlings vor dem Hämmern unter Zug eine sich verjüngende Einzelblattfeder von unerwarteter und außerordentlich erhöhter Ermündungsbestäändigkeit erhalten wird, insbesondere verglichen mit der Lebenszeit sich verjüngender Blattfedern, die unter Zug gehämmert wurden, ohne daß sie vorher geschliffen wurden. Es kann vorteilhaft sein, daß das Schleifen vor dem Walzen des Rohlings erfolgt. Es kann aber auch vorteilhaft sein, daß das Schleifen vor dem Erhitzen und Walzen des Rohlings erfolgt.
  • Mit besonderem Vorteil kann der Rohling in einer inerten Schutzdampfatmosphäre unmittelbar vor dem Walzen erhitzt werden. Um gute Ergebnisse zu erzielen, kann die noch nicht fertig bearbeitete Blattfeder zum Hämmern oder Strahlen derart gespannt werden, daß die Spannung derart dicht bei der Streckgrenze liegt, daß eine dauernde Deformation verhindert wird.
  • Mit Vorteil kann der Rohling auf eine Temperatur in der Größenordnung von etwa 343 bis zu etwa 668° C vor dem Walzen in die konische oder sich verjüngende Form erhitzt werden. Vor dem Hämmern oder Strahlen unter Spannung kann das konisch gewalzte Blatt auf eine austenitische Temperatur erhitzt werden, und .das Blatt kann während dieser Erhitzung in die gewünschte Bogenform gebogen werden, und das Blatt kann, während es so gebogen ist, abgeschrägt werden. Dabei kann mit Vorteil die Blattfeder durch ein umgekehrtes Biegen in Richtung der Betriebsbelastung über die Streckgrenze des Strahles eingestellt werden.
  • Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine schematische Ansicht, welche das einleitende Oberflächenschleifen eines flachen Stahlfederrohlings gemäß der Erfindung zeigt, F i g. 2 eine schematische Ansicht eines Induktionsofens, in welchem der geschliffene Blattfederrohling auf die Warmbearbeitungstemperatur erhitzt wird, F i g. 3 eine schematische Ansicht einer Walzanordnung zur Herstellung einer sich verjüngenden oder Konusform, F i g. 4 eine schematische Ansicht einer Durchstoßungs- und Bohrungsvorrichtung für Blattfedern, F i g. 5 eine Seitenansicht einer sich verjüngenden oder konisch verlaufenden Blattfeder nach dem Konischwalzen und dem Durchbohren, F i g.,6 eine schematische Ansicht eines Heizofens zur Vorbereitung der Blattfeder auf die Ausbildung von Federaugen, F i g. 7 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Augen, F i g. $ eine schematische Ansicht eines Ofens zur Erhitzung einer Blattfeder zur Vorbereitung auf einen Biegevorgang, F i g. 9 eine schematische Ansicht einer Blattfederbiege- oder -wölbungsvorrichtung, F i g. 10 eine schematische Ansicht eines Biattfederanlaß- oder -härtungsofens, F i g. 11 eire schematische Ansicht einer Vorrichtung zum I-Iämmern einer Blattfeder unter Spannung, F i g.12 eine schematische. Ansicht .einer Eiwicht vdrrichtung, F i g. 13 eine schematische Ansicht einer Federprüfstation und F i g. 14 eine schematische Ansicht einer Blattfederbeschichtungsstation, in der ein korrosionsfester Film auf die fertige Blattfeder aufgebracht wird.
  • Wie F i g.1 zeigt, ist ein mit flachen Seiten versehener Blattfederstahlrohling oder Knüppel 40, der auf die richtige Länge zugeschnitten ist, in einer Schleifvorrichtung 42 angeordnet, um wenigstens die Oberfläche 44 des Rohlings 40 zu schleifen, welche die Zugs- oder Dehnungsseite der fertigen Blattfeder werden soll. Die Vorrichtung 42 weist vorzugsweise Schleifbänder 46 auf, welche derart angeordnet und eingerichtet sind, daß diese mit der Oberfläche 44 in Eingriff gelangen. Andere Formen von nicht dargestellten Schleifmaschinen können ebenfalls verwendet werden, wie beispielsweise Schleifköpfe oder Schleifscheiben. Das erfindungsgemäße Schleifen der Oberfläche 44 entfernt alle Dekarbonisierungsfllme, Oberflächenfehler, Grate und Oxyde und erzeugt eine glatte flache Oberfläche.
  • Die Druckseite des Rohlings 40, die der Oberfläche 44 gegenüberliegt, kann ebenfalls in der gleichen Weise wie die Oberfläche 44 geschliffen werden, oder diese Seite kann kugelgestrählt werden, wenn der Rohling 40 nicht unter Spannung steht, insbesondere, um den Rohling zu säubern und um alle Grate zu entfernen, die durch das Walzendes Stahles entstanden sind. Das Schleifen oder Kugelstrahlen der Seite des Rohlings 40, die der Oberfläche 44 gegenüberliegt, kann für bestimmte Federanwendungen unterlassen werden, ohne daß dadurch der Ermüdungswiderstand der fertigen, konischverlaufenden oder sich verjüngenden Blattfeder nachteilig beeinflußt wird.
  • Anschließend an das Schleifen wird der Rohling 40 in einem geeigneten Ofen 54 (F i g. 2) auf eine Temperatur im Bereich von 649 bis 1232° G erhitzt, um den Rohling auf ein Warmwalzen vorzubereiten, bei welchem dem Rohling die konische oder sich verjüngende Form erteilt wird. Das Erhitzen des Rohlings 40'kann mittels einer Induktionserhitzung durchgeführt werden, welche vorteilhaft, jedoch nicht unbedingt erforderlich ist, um einen graduellen Anstieg der Temperatur zu den Enden des Rohlings 40 hin zu erzeugen, und zwar in Abhängigkeit vom Ausmaß der Warmwalzung, die zur Verjüngung oder Ausbildung der konischen Form durchgeführt werden soll. Diese Behandlung vermindert das Kornwachstum in den Federrohlingsbereichen, die einer vergleichsweise geringen Warmbearbeitung bei der Walzung ausgesetzt sind, und die Wärlnebehandiung kann in einfacher Weise durch eine spezielle Auslegung des Induktionsofens durchgeführt werden.
  • Nachdem er Rohling 40 auf seine Warmbearbeitungstemperatur erhitzt ist, wird dieser einer Walzvorrichtung 56 (F i g. 3) zugeführt, in der der Rohling auf seine konische oder verjüngte Form warmgewalzt wird. Die Seite 44 kann auch nach der Erhitzung im Ofen 54 und vor dem Walzen in die konische oder verjüngte Form in der Vorrichtung 56 geschliffen werden.
  • Bei konisch verlaufenden oder sich verjüngenden Blattfedern muß die Feder derart ausgebildet sein, daß die Betriebsspannungen gleichförmig über die Länge der Feder verteilt werden. Mit anderen Worten, die Feder mu13 eine veränderliche Stärke oder eine veränderliche Breite oder sowohl eine veränderliehe Stärke als auch. eine veränderliche Breite haben. Um die Herstellung zu vereinfachen und um die Kosten zu vermindern und auch noch aus anderen Gründen wird bevorzugt eine konisch verlaufende oder sich verjüngende Blattfeder hergestellt, bei der sich lediglich die Stärke ändert. Der konische Verlauf oder die Verjüngung erstreckt sich vorzugsweise von einer maximalen Stärke am Achsenhalterungsteil oder Sattelteil oder nahe diesem Teil zu einer minimalen Stärke am Ende oder den Enden oder nahe am Ende oder den Enden. Die Federenden können eine konstante Stärke aufweisen, um Befestigungsaugen zu bilden.
  • Um die im vorstehenden beschriebene konische oder sich verjüngende Ausbildung zu erzielen, wird der Rohling 40 gewalzt. In der F i g. 3 ist die Walzvorrichtung lediglich schematisch so weit dargestellt, als es zum Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich ist.
  • Um eine Einzelblattfeder zu erzeugen, die über einen angemessenen Auslenkungsbereich zufriedensteilende Aufhängungseigenschaften aufweist, muß die Stärkentoleranz der Feder über den konisch verlaufenden oder sich verjüngenden Teil im Bereich von plus oder minus 0,127 mm bezüglich einer gewünschten theoretischen parabolischen Linie gehalten werden. Neben anderen Gründen muß aus diesem Grund die Oberfläche 44 der Zug- oder Dehnungsseite des Rohlings 40, die konisch verlaufen soll, im wesentlichen frei von zugerhöhenden Oberflächenabweichungen sein und muß in diesem Zustand gehalten werden, wenn sich das Walzwerk über diese Oberfläche bewegt.
  • Wie F i g. 3 zeigt, ist der warme Rohling in einem Gesenk 58 angeordnet, das an einem Träger der Maschine 56 sitzt. Eine Patrizenwalze 62 ist um eine Achse quer zur Längsachse des Rohlings 40 drehbar angeordnet. Diese Walze walzt dann in Längsrichtung längs des Rohlings, und zwar beginnend vom Mittelfeld des Rohlings, und bewegt sich zuerst zu einem Ende und dann zum anderen Ende. Wie bereits ausgeführt, kann die Blattfeder an beiden Enden in Teile gleichförmiger Stärke auslaufen, damit Befestigungsaugen hergestellt werden können. Wenn eine einzelne Patrizenwalze 62 verwendet wird, so wird die Abschrägung in einer Hälfte des Rohlings 40 hergestellt. Die Stellung des Rohlings 40 wird dann Ende gegen Ende umgekehrt, und dann wird die andere Hälfte des Rohlings 40 konisch abgeschrägt. Wenn zwei getrennte Patrizenwalzen verwendet werden, ist eine Umdrehung des Rohlings nicht erforderlich. Die Walze 62 wird gegen den Rohling 40 mittels einer geformten Führungsfläche 64 gedrückt, welche über dem Gesenk 58 hängt und welche derart angeordnet ist, daß sich diese in Längsrichtung des Rohlings bewegen kann. Wenn sieh die Führungsfläche 64 in F i g. 3 nach rechts bewegt, drückt diese die Walze 62 .gegen den Rohling 40, der gegen eine Bewegung gehalten wird. Die Walze 62 wird dadurch über die Oberfläche 44 des Rohlings 40 durch einen Reibungseingriff zwischen der Walze 62 und dem Rohling und zwischen der Führungsfläche 64 und nicht dargestellten Nachläufern, die ein Ganzes mit jeder Walze 62 bilden und am Ende jeder Walze angeordnet sind, vorwärtsbewegt.
  • Um die Genauigkeit der Abschrägung zu erhalten, ist es sehr wichtig, daß keine Abgratung oder kein anderer Schmutz zwischen die sich berührenden Oberflächen der Pratrizenwalze 62 und des Rohlings 40 oder der Führungsfläche 64 und den Nachläufern gelangt. Der Umriß der Führungsfläche 64 ist derart, daß, wenn dieser Umriß eingreift und die Walze 62 vorwärtsbewegt, die Walze 62 den Rohling 40 auf die gewünschte konisch verlaufende Form, die oben beschrieben ist, bearbeitet, wodurch eine abgeschrägte oder konisch verlaufende Blattfeder erzeugt wird, die in den F i g. 3 und 4 mit 65 bezeichnet ist und die konisch verlaufende oder sich verjüngende Zugseitenoberflächen 66 aufweist. Unter gewissen Umständen kann es wünschenswert sein, das Gesenk 58 mit einer Längsaussparung zu versehen, so daß dieses Gesenk in wirksamer Weise verhindert, daß sich das Metall an den Seiten seitlich ausdehnt.
  • Anschließend an das Walzen in die konische oder sich verjüngende Form wird die halbfertige konische Feder 65 einem Heizofen 68 (F i g. 8) zugeführt, in weichem diese Feder auf die Austenitisierungstemperatur erhitzt wird, und zwar als Vorstufe für eine anschließende Biegung. Wie F i g. 9 zeigt, wird die Biegung oder Krümmung dadurch erzugt, daß die erhitzte Blattfeder zwischen komplementär gekrümmten oberen und unteren Befestigungen 72 und 74 angeordnet und eingespannt wird. Die Haltevorrichtungen 72 und 74 sind bezüglich der gewünschten Krümmung der fertigen Blattfeder derart geformt, daß diese eine Änderung in der Höhe der Krümmung insbesondere während eines Einstellvorganges, der noch beschrieben werden soll, gestatten. Die Anordnung, welche die Halterungen 72 und 74 aufweist, wobei die Blattfeder 65 zwischen diesen Halterungen eingespannt ist, wird für eine ausreichendeZeitspanne in ein Abschreckungsöl eingetaucht, um eine angemessene vollständige martensitische Umwandlung in der Größenordnung von 85 bis 9501o zu erhalten. Während diese Umwandlung stattfindet, wird die haibfertige Blattfeder 65 unter hohem Einspanndruck zwischen den Halterungen 72 und 74 gehalten, um eine Verformung zu verhindern. Diese Bearbeitung erzeugt eine geformte gebogene Blattfeder, die einen sehr hohen Prozentsatz an martensitischem Gefüge aufweist, was für ein Federmaterial hoher Qualität sehr wünschenswert ist.
  • Nach der Entnahme aus dem Abschreckungs- oder Härtungsöl wird die Blattfeder 65 aus den Halterungen 72 und 74 herausgenommen und wird in üblicher Weise in einem Fördererhärteofen 76 (F i g. 10) gehärtet, um die Spannungen zu löschen, die in der Feder während des Formens und des Abhärtens erzeugt wurden.
  • Nach dem Konischwaizen, dem Biegen und dem Härten wird die Blattfeder 65 wenigstens auf ihrer Zugseite 66 unter Zug gehämmert. Die Hämmervorrichtung kann irgendeinen üblichen Aufbau haben und kann ein oder mehrere Kugelstrahlräder aufweisen. Zwei Kugelstrahlräder sind bei 77 und 78 in F i g. 11 dargestellt. Die Zugseite 66 wird mittels Kugelstrahlen von den Rädern 77 und 78 beschossen, während die Blattfeder durch geeignete Einspannvorrichtungen in einem gespannten Zustand gehalten wird. Vorzugsweise wird die Feder 65 zur Hämmerung so dicht als möglich bis zur Streckgrenze des Stahles gespannt. Ein Spannen der Blattfeder bis zu wenigstens 75% der Streckgrenze ist im allgemeinen zufriedenstellend.
  • Wenn die Blattfeder 65 vor dem Hämmern unter Spannung gekrümmt wurde, wurde diese vorzugsweise in einer im wesentlichen flachen Stellung durch geeignete Vorrichtungen eingespannt. Die Strahlräder 77 und 78 sind vorzugsweise unter einem geringen Winkel zu einer Ebene, die senkrecht durch die Zugseite 66 hindurchgeht, eingestellt, so daß die benachbarten Kanten der Spannungsseite 66 ebenfalls gehämmert werden. Es sei bemerkt, daß andere übliche Strahlhämmerungsvorrichtungen verwendet werden könnnen, wie beispielsweise Luftdüsen.
  • Anschließend an die Hämmerung unter Spannung wird die Blattfeder vorzugsweise in eine Einstellvorrichtung 86 eingegeben, die in F i g. 12 dargestellt ist. Die Vorrichtung 86 weist eine starre Halterung 88 auf, die eine gekrümmte Oberfläche hat, über welche die gekrümmte Feder umgekehrt verbogen wird, und zwar in Richtung der Belastung. Das Verbiegen erfolgt mittels Stoßstangen 90 oder anderen geeigneten Vorrichtungen. Die Blattfeder wird in einem Ausmaß verbogen, welches den vorbestimmten maximalen Betriebsauslenkungsbereich und die Streckgrenze des Materials überschreitet. Bei dieser Einstellung wird die gewölbte oder gekrümmte Blattfeder aus ihrer unbelasteten gekrümmten Stellung über eine flache Lage hinweg in die umgekehrt gekrümmte Konfiguration, die in F i g. 12 gezeigt ist, verbogen. Durch diese Einstellung wird die normale Krümmungshöhe wieder eingestellt, und es wird die Möglichkeit einer dauernden Verformung der Blattfeder während des Betriebes vermindert. In erster Linie wird durch dieses Einstellen eine zusätzliche vorteilhafte Restspannung in die Feder eingeführt, welche in wirksamer Weise den Arbeitsspannungen entgegenwirkt, die in der Feder während des Betriebes erzeugt werden. Wenn die Blattfeder aus der Einstellungshalterung entnommen wird, kehrt sie in die in F i g. 9 gezeigte gebogene Form zurück.
  • Nach dem am Anfang durchgeführten Schleifen und vor dem Walzen in die konische oder sich verjüngende Form wird wenigstens die geschliffene Oberfläche 44 des Rohlings 40 in vorteilhafter Weise behandelt, damit diese Oberfläche der Ausbildung von Graten und Oxyden widersteht und insbesondere beim Walzen des Rohlings in die konische oder sich verjüngende Form der Ausbildung derartiger Oberflächenverunreinigungen widersteht. Dies wird dadurch durchgeführt, daß man den geschliffenen Rohling, während dieser im Ofen 54 erhitzt wird, mit Lithiumdampf in Berührung bringt. Der Lithiumdampf bleibt am Rohling hängen, und dadurch wird dieser Rohling mit einem Film beschichtet, der zusätzlich dazu, daß dieser die Ausbildung von Graten und Oxyden verhindert, ebenfalls als Schmiermittel beim Walzvorgang wirkt.
  • Nach der Lithiumbehandlung und vor oder nach dem Warmwalzen kann der Rohling 40 vorteilhafterweise an einer Bohrstation 92, die in F i g. 4 gezeigt ist, mit einer Bolzenbohrung versehen werden. Bei der Herstellung gewisser Einzelblattfedern kann die Anordnung einer Bolzenbohrung durch eine oder mehrere Vertiefungen oder Einsenkungen ersetzt werden, die vorzugsweise in der neutralen Achse angeordnet werden oder auf der Druckseite, und diese Vertiefungen und Einsenkungen dienen zur Anbringung und Zentrierung der Feder.
  • Nach dem Walzen in die konische oder sich verjüngende Form kann die halbfertige Blattfeder 65 nach Bedarf nochmals geschliffen werden, um alle Oberflächenfehler zu beseitigen, die durch das Könischwalzen entstanden sind, insbesondere an der konisch verlaufenden Zugseite, die mit 66 bezeichnet ist. Die Blattfeder 60 kann dann in üblicher Weise zu einer Prüfstation (F i g. 13) gebracht werden, in der die Form des Blattfederkonus überprüft wird, und zwar beispielsweise mittels elektronischen Stärkenmeßvorrichtungen 98 oder mittels anderen üblichen Meßvorrichtungen. Wie im vorstehenden dargelegt, ist die Einhaltung genauer Stärkenabmessungen über den konischen oder sich verjüngenden Teil außerordentlich wichtig.
  • Falls gewünscht, können vor dem Biegen Federbefestigungsaugen, wie in den F i g. 6 und 7 gezeigt, dadurch ausgebildet werden, daß zuerst die Blattfeder 65 in einem links und rechts angeordneten Doppelofen 100 vom Förderertyp, der in F i g. 6 gezeigt ist, erhitzt wird. Dieser Ofen 100 weist zwei gegenüberliegende Heizvorrichtungen 102 und 104 auf, die auf gegenüberliegenden Seiten eines Förderers 105 angeordnet sind. Die Blattfeder 65 wird seitwärts zwischen den Ofeneinrichtungen 102 und 104 bewegt, um die Federendteile, die mit 106 bezeichnet sind, zu erhitzen. Zur Erleichterung der Ausbildung der Befestigungsaugen sind die Endteile 106 vorzugsweise von gleichförmiger Stärke. Die Ofeneinheiten 102 und 104 können einen geeigneten und üblichen Aufbau haben und sind vorzugsweise gasbeheizt, um eine hohe Wärmeintensität zu erreichen. Unmittelbar nach dem Erhitzen werden die Blattfederendbereiche gleichzeitig, wie in F i g. 14 gezeigt, zu Befestigungsaugen 108 geformt. Der Augenformungsvorgang wird durch eine übliche automatische Formungsmaschine durchgeführt, welche mit 110 in F i g. 7 bezeichnete Patrizenwalzen aufweist.
  • Nach der Einstellung wird die mit 112 in F i g. 14 bezeichnete Feder vorzugsweise mit einer korrosionsbeständigen und stoßbeständigen Beschichtung dadurch versehen, daß diese Feder in eine geeignete Beschichtungslösung 113, die in einem Behälter 114 angeordnet ist, eingetaucht wird.
  • Obwohl es bevorzugt ist, wenigstens die Seite 44 vor dem Walzen in die konische oder sich verjüngende Form zu schleifen, kann die Seite, die in der fertigen, konisch verlaufenden oder sich verjüngenden Blattfeder die Zugseite ist, auch nach dem Walzen in die konische oder sich verjüngende Form und vor der Hämmerung unter Zug geschliffen werden.
  • Es wurde eine Anzahl von konisch verlaufenden oder sich verjüngenden gleichen Blattfederproben gemäß den im vorstehenden beschriebenen Verfahren hergestellt, und diese wurden auf ihren Ermüdungswiderstand in einer üblichen Ermüdungsprüfvorrichtung untersucht. Jede dieser Federproben war aus einem Stahl gefertigt, der eine Streckgrenze von etwa 13007 kg/cm2 hatte, und wurde anschließend auf das aufeinanderfolgende Schleifen und Warmwalzen in die konische oder sich verjüngende Form unter einem Zug von 11250 kg/cm2 gehämmert. Die Dauerbeanspruchung einer jeden Testprobe änderte sich zyklisch von 1565 kg auf 7257 kg. Die Anzahl der Lastwechsel, die erforderlich waren, um einen Bruch zu erzeugen, und die Stelle des Bruchs sind in Tabelle 1 angegeben.
  • Um die Überlegenheit der konisch verlaufenden oder sich verjüngenden Blattfedern, die gemäß dem erfindungsgemäßen- Verfahren hergestellt wurden, und um insbesondere die wesentliche Bedeutung des vorhergehenden Schleifens zu zeigen, wurde ein zweiter Satz von -konischen oder sich verjüngenden Blattfederproben in der gleichen Weise hergestellt wie die in Tabelle I angegebenen Proben mit der Ausnahme, daß die Blattfederrohlinge nicht vor dem Walzen oder dem Hämmern unter Zug geschliffen wurden. Dieser zweite Satz von Blattfederproben wurde unter den gleichen Bedingungen wie die Blattfedern in Tabelle I einer Dauerwechselfestigkeitsprüfung unterzogen, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1I angegeben.
  • Um insbesondere die Bedeutung der Kombination von Schleifen und Hämmern unter Zug zu zeigen, wurde ein dritter Satz von konisch verlaufenden oder sich verjüngenden Blattfederproben in der gleichen Weise hergestellt wie die in Tabelle I aufgeführten Proben mit der Ausnahme, daß die konisch oder sich verjüngend gewalzten Blattfedern während des Hämmerns nicht gespannt wurden.
  • Der dritte Satz von Blattfederproben wurde Dauerwechselfestigkeitsuntersuchungen unter den gleichen Bedingungen unterzogen wie die Proben der Tabelle I und der Tabelle 1I, und die Ergebnisse sind in der Tabelle III angegeben.
    Aus den Tabellen I, II und III ergeben sich die durchschnittlichen Dauerfestigkeiten der Proben zu 2945968 Lastwechseln, 59184 Lastwechseln und 86 452 Lastwechseln.
  • Es ist festzustellen, daß die Durchschnittsdauerfestigkeit der in der Tabelle III aufgeführten Proben, die geschliffen sind, jedoch nicht unter einem Zug gehämmert sind, die kürzeste ist. Bei den Proben der Tabelle II, die nicht geschliffen, aber unter einem Zug gehämmert sind oder gestrahlt sind, erhöhte sich die Durchschnittsdauerfestigkeit um 26 268 Lastwechsel oder um 44,5 Klo. Wenn jedoch die Blattfederproben vor dem Walzen in die konische oder sich verjüngende Form geschliffen wurden und nach dem Walzen unter einem Zug gehämmert oder gestrahlt wurden, so erhöhte sich die Durchschnittsdauerfestigkeit unerwartet und ganz erheblich um 2 886 784 Lastwechsel gegenüber den Proben der Tabelle III und um 2 859 516 Lastwechsel gegenüber den Proben der Tabelle II. Dies stellt ganz außergewöhnliche Verbesserungen gegenüber den Proben der Tabelle II und Tabelle III dar, und zwar um etwa 3310 (1 /'0 und 4900 %.
  • DieUntersuchungsergebnisse, die in den vorstehenden Tabellen niedergelegt sind, beweisen schlüssig, daß das Schleifen, welches bisher ganz allgemein als Faktor betrachtet wurde, der den Ermüdungswiderstand der Blattfedern nachteilig beeinflußt, für die Verbesserung des Blattfederermüdungswiderstandes in dem in Tabelle I angezeigten Ausmaß wesentlich ist. Die Tabelle 1I zeigt insbesondere, daß sowohl das Schleifen, welches dem Walzen in die konische Form vorausgeht, und das Hämmern oder Strahlen unter Spannung, welches dem Walzen in die konische Form folgt, wesentlich sind, um die in Tabelle I gezeigten außerordentlichen Verbesserungen des Ermüdungswiderstandes zu erzielen.

Claims (7)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung einer sich verjüngenden oder konisch verlaufenden Blattfeder für Aufhängesysteme von Kraftfahrzeugen, bei welchem ein Rohling wärmebehandelt und in die konische oder sich verjüngende Form gewalzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Seite des Rohlings, die in der fertigen Feder die Zugseite ist, geschliffen wird und dann in an sich bekannter Weise unter Spannung gehämmert oder gestrahlt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifen vor dem Walzen des Rohlings erfolgt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifen vor dem Erhitzen und Walzen des Rohlings erfolgt.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling in einer inerten Schutzdampfatmosphäre unmittelbar vor dem Walzen erhitzt wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die gewalzte, noch nicht fertig bearbeitete Blattfeder zum Hämmern oder Strahlen derart gespannt wird, daß die Spannung derart dicht bei der Streckgrenze liegt, daß eine dauernde Deformation verhindert wird.
  6. 6. Verfahren nach einem derAnsprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling auf eine Temperatur in der Größenordnung von etwa 343 bis zu etwa 668° C vor dem Walzen in die konische oder sich verjüngende Form erhitzt wird.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Hämmern oder Strahlen unter Spannung das konisch gewalzte Blatt auf eine austenitische Temperatur erhitzt wird, daß das Blatt während dieser Erhitzung in die gewünschte Bogenform gebogen ist und daß das Blatt, während es so gebogen ist, abgeschreckt wird. B. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder durch ein umgekehrtes Biegen in Richtung der Betriebsbelastung über die Streckgrenze des Stahles eingestellt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 504 400; deutsche Patentanmeldung K 8948 VI a/18 c (bekanntgemacht am 18. 9. 1952); Buch von Zickel, »Die metallischen Werkstoffe des Maschinenbaues«, 1953.
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