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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Durch die Erfindung wird ein neues Verfahren geschaffen, mit dem zufriedenstellende
Blattfedern hergestellt werden können.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 %.
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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.